氧对轴承钢质量的影响及其控制
轴承钢中的夹杂物及其控制
轴承钢中残余铝的控制
轴承钢中残余钛的控制
硫含量
钢中碳化物缺陷
1 氧对轴承钢质量的影响及其控制
钢中wT.O=10×10-4%轴承钢的疲劳寿命比wT.O=40×10-4%提高10倍。wT.O=5×10-4%的疲劳寿命比wT.O=40×10-4%提高30倍。轴承钢生产的关键在于脱氧。
冶炼过程中应注意的问题
初炼钢液实现低氧化和低温化；
强化初炼钢水的预脱氧；
采用SiC和Al粉进行扩散脱氧；
精炼中期，钢中氧含量降低，Al也随之降低，采用喂Al线的方法添加Al；
选择合适的精炼渣系；
防止二次氧化；
合理的吹氩制度；
控制适当的残铝量；
确保足够的真空度和真空时间。
2 轴承钢中的夹杂物及其控制
钢中非金属夹杂物数量和组分的变化
钢中硫化物夹杂对轴承钢质量的影响
工艺参数对钢中夹杂物含量的影响
浇注过程中夹杂物的控制
钢中非金属夹杂物数量和组分的变化
钢中大于5μm的夹杂物在真空后大部分被去除。夹杂物数量比真空前少1/3；
SKF研究发现：出钢后15min夹杂主要由Al2O3和Al2O3•SiO2•MnO组成，来自电弧炉出钢的预脱氧产物；真空前——Al2O3•CaO夹杂，是Al2O3和铁合金Ca-Si中的钙的反应产物；真空后——夹杂中的Al2O3•CaO往往包着一层MgS，Mg来自真空下的耐材，并与Al2O3生成Al2O3•MgO。
钢中硫化物夹杂对轴承钢质量的影响
有益
有害
对钢的疲劳寿命影响不大
工艺参数对钢中夹杂物含量的影响
电炉出钢温度
搅拌时间
铝脱氧工艺
Ascometal公司认为，对于轴承钢的精炼，应把重点放在：选择碱性耐材钢包内衬；最大限度地去除炉渣；尽早形成非常低氧势的脱氧精炼渣；控制气体搅拌，使夹杂物上浮。
浇注过程中夹杂物的控制
模铸——重点放在避免钢包和锭模之间钢水流的二次氧化；最大限度地避免钢水和耐材的作用；最大限度地避免钢包渣、保温剂或浇注保温渣的卷入；
连铸——检测钢包中的下渣量；吹氩保护，防二次氧化；选用优质的耐材。
3 轴承钢中残余铝的控制
金属铝及AlN溶于酸，用[Al]S表示。终脱氧用Al是获得低氧含量的钢液和保证钢中有合适[Al]S。[Al]S高——保护条件不好易二次氧化增加Al2O3夹杂；[Al]S低——Si的二次氧化及钢液随温度降低溶解氧析出，产生含SiO2很高的粗大玻璃质硅酸盐夹杂。如果要使钢材晶粒细化，获得高强韧性，残余铝可高些。对渗碳轴承钢来说，残余铝需要控制得高些；对于高碳轴承钢对此控制要求不太高。
4 轴承钢中残余钛的控制
钛对于高碳铬轴承钢有害，在钢中以Ti(C，N)、TiC、TiN存在呈坚硬的菱角。在相同尺寸下，危害大于Al2O3；
实践证明，wTi超过50×10-4%，轴承疲劳寿命明显下降。电弧炉生产中，N高——更严格控制残Ti；
国外SKF3标准规定wTi≤0.003%；
大生产轴承钢钛含量不高于50×10-4%，对疲劳寿命几乎无影响，高于此值，TiN与氧化物作用，或簇状TiN本身之间的作用，导致显微裂纹发生率增加，恶化疲劳强度；
日本高周波公司开发低钛为特色的SUJ2KRF钢wTi≤18×10-4%，寿命比普通轴承钢提高2倍；
日本住友公司对不同钛和氧含量的钢管试验证明，低氧和低钛有利于轴承使用寿命的提高。
5 硫含量
许多人认为硫含量不会影响轴承寿命，甚至能减轻氧化物的有害作用。但随着纯净钢的提高，氧化物夹杂含量减少，硫化物的有害作用逐渐表现出来
日本一家著名微型轴承企业要求硫含量不高于0.003%
瑞典SKF——0.015%
宝钢——0.008%
6 钢中碳化物缺陷
碳化物缺陷包括液析碳化物、带状碳化物和网状碳化物，其危害相当于夹杂物；
碳化物缺陷主要起源于钢在凝固过程中的偏析，控制和减少凝固偏析是控制和减少碳化物缺陷的关键环节；
采用合理的加热、轧制和热处理工艺可进一步改善碳化物结构和形态，减轻其危害。
