三七渣电渣重熔对M50高温轴承钢中夹杂物的影响

作     者：高小勇 张立峰 Gao Xiaoyong;Zhang Lifeng

作者机构：燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 北方工业大学机械与材料工程学院北京100114 

出 版 物：《特殊钢》 (Special Steel)

年 卷 期：2024年第45卷第4期

页      面：89-93页

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 080601[工学-冶金物理化学] 

基　　金：国家重点研发计划(项目号2023YFB3709900) 国家自然科学基金(项目号U22A20171、52274398) 

主　　题：电渣重熔 高温轴承钢 M50 夹杂物 渣-钢反应 三七渣 

摘      要：非金属夹杂物是影响高温轴承钢疲劳性能的重要因素。为了提高M50高温轴承钢的夹杂物控制水平,分析了三七渣电渣重熔精炼技术对夹杂物的影响。采用场发射扫描电子显微镜和能谱仪对夹杂物进行了表征,采用X射线荧光光谱仪分析了电渣重熔前后渣料成分的变化。在自耗电极中,夹杂物为尺寸较小的Al_(2)O_(3)-SiO_(2),其中,w[SiO_(2)]较高(平均值为29.3%),不存在聚集状夹杂物。经过电渣重熔,夹杂物转变为Al_(2)O_(3),而且存在大尺寸的簇状夹杂物;渣料中w[SiO_(2)]从1.73%增加到3.42%,同时Al_(2)O_(3)含量发生降低;钢中w[Al]从0.0005%显著增加到0.0207%,w[Si]从0.356%降低至0.296%。基于渣-钢反应理论对电渣重熔过程的冶金反应进行了解释。钢液中的溶解Si和熔渣中的Al_(2)O_(3)在钢液和熔渣的界面发生反应,产物为溶解Al和SiO_(2)。随后溶解Al扩散进入钢液并与夹杂物中SiO_(2)发生反应,产物为溶解Si和Al_(2)O_(3)。最终使得钢中夹杂物转变为Al_(2)O_(3)。提出了控制三七渣电渣重熔M50轴承钢中夹杂物的方法。