GCr15轴承钢文献综述
含量已降低到5×10-6左右，甚至可控制在3×10-6左右；瑞典SKF公司高碳铬轴承钢的T[O]可控制在8×10-6以下。国内以宝钢集团上钢五厂为代表，轴承钢T[O]含量模铸为7×10-6，连铸（6~6.5）×10-6。兴澄特钢轴承钢的T[O]可控制在6×10-6左右，大冶特钢、抚顺特钢、大连钢厂也能将T[O]控制在10×10-6以内。
二次精炼是控制轴承钢中氧含量的重要手段，影响精炼效果的主要因素有：脱氧剂种类及脱氧时间、精炼渣系、炉渣碱度、真空度和深真空时间、吹氩搅拌强度和时间等。另外，随着连铸技术的发展，尤其是少氧化、无氧化连铸技术的发展，轴承钢连铸坯的氧含量一般比模铸低30%以上，钢中夹杂物更少。
表2-2 国外轴承钢生产企业微量元素控制水平
厂名 生产工艺 100tEAF-除渣 8.1 -ASEA-SKF-IC SKF 90tEAF-倾动式出钢8.3 -LF-RH-IC 90tEAF-倾动式出钢5.8 -LF-RH-CC 山阳 90tEAF-偏心底出钢 5.4 -LF-RH-CC 预处理-转炉 神户 -LF-RH-CC 80 t EAF-真空除渣 爱知 -LF-RH-CC 转炉-CC 和歌山 转炉-RH-CC EAF-ASEA-SKF-CC 高周波 EAF-ASEA-SKF 5.0 -吹氩-CC 9 0.014 0.014 0.008 6.0 9.0 12 20 0.015 0.007 0.014 10.0 22 0.008 7.0 15 0.030 0.002 0.001 9.0 15 0.016~0.024 0.026 0.006 14~15 0.011~0.022 0.002~0.013 14~15 0.011~0.022 0.002~0.013 14~15 0.011~0.022 0.002~0.003 13.4 0.036 0.020 0.008 T[O]×106 Ti×106 Al/% S/% P/% 轴承钢中夹杂物存在的形态很多，由CaO和Al2O3生成的不变形铝酸钙（CaO·Al2O3）点状夹杂、脆性氧化物夹杂（主要是Al2O3）对轴承钢的危害极
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大。向钢包喷吹CaSi、Ca基粉剂（或喂线等），与Al2O3夹杂和铝酸钙结合生成大颗粒球状铝酸钙夹杂（12CaO·7Al2O3），该夹杂物熔点低，尺寸大，密度小，容易在上浮过程中相互碰撞长大，从而极易从钢液排除。由于轴承钢对点状夹杂物特别敏感，国外轴承钢用户一般不允许采用Ca处理技术，而是通过加精炼渣使Al2O3形成细小易上浮的Al2O3·SiO2。 2.2 连铸工艺 2.2.1 连铸轴承钢工艺
近几年，轴承钢连铸工艺迅速地发展，特别是日本山阳厂采用立式大圆坯连铸机生产轴承钢，不仅可用于生产轴套，也可以生产滚动体，标志着轴承钢连铸技术已经完全成熟。
日本和德国是世界上采用连铸工艺生产轴承钢较早且数量较多的国家，瑞典SKF公司到目前仍坚持模铸工艺。表2-3列出了三家具有代表性的SKF、蒂森和三阳特殊钢公司采用模铸、连铸公司生产轴承钢的质量水平。从表2-3可以看出，采用连铸工艺生产轴承钢，氧及夹杂物的含量比模铸有不同程度的降低。
表2-3 SKF、蒂森和三阳公司不同工艺下的轴承钢质量
夹杂物 厂家 工艺 T[O]×106 细 MR-BQ+模铸 SKF MR-PBQ+模铸 EF+模铸 TBM+模铸 蒂森 TBM+连铸 TBM+Ca+连铸 TST+连铸 山阳 EBT+连铸 5.4 1.35 0.12 0.17 0 0 0 0.90 0.04 12 5.8 1.34 0.1 1.3 1.0 0.72 0 0.2 0 0 0 0.7 1.0 0.98 0.22 0.5 0.37 10 12 12 1.0 0.5 1.0 1.4 1.5 0 0 0.1 0 0 0.5 1.0 1.2 0 0 0.2 13 2.0 A 粗 1.5 细 1.5 B 粗 0.2 细 0 C 粗 0 细 0.5 D 粗 0
表2-4给出国内某轴承钢生产企业连铸与模铸工艺生产Φ35~55mm轴承钢棒材时的质量对比。从表2-4中可以看出，不论钢中夹杂物还是碳化物评级，连
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铸钢的质量已达到或接近模铸钢。
表2-4 连铸与模铸轴承钢的产品质量
氧化物 工艺 试样 10 连铸 10 10 5 4 模铸 5 5 5 范围 1.0~2.0 1.0~2.0 1.0~2.0 1.6~2.0 1.0~2.0 1.5~3.0 1.5~2.0 1.5~2.5 平均 1.50 1.67 1.30 1.90 1.63 1.40 1.70 2.10 试样 9 9 10 5 5 5 5 5 范围 1.0~3.0 1.5~2.0 1.5~2.5 1.0~1.5 1.0~2.5 1.5~2.5 1.5~2.5 1.0~1.5 平均 1.89 1.78 1.65 1.40 1.60 1.50 1.90 1.20 0.5×1 0.5×1 1.0×5 1.0×5 硫化物 点状 带状 注：（1）检验试样规格均为Φ48mm；（2）连铸坯：210×270mm；中包温度：1480~1500℃；拉速：0.7~0.8m/min；（2）开成坯：105×105mm；低倍：中心一般疏松均为0.5级。
2.2.2 连铸工艺采用的技术 2.2.2.1 实施钢流保护
轴承钢钢液的保护浇铸涉及：（1）钢包滑动水口的自动引流和钢包内钢液量的合理控制；（2）大包到中间包的铸流的保护套管和吹氢保护；（3）中间包内钢流的稳定流态和中间包内钢液量的合理控制；（4）浸人式水口的选型；（5）结晶器保护渣的选型；（6）结晶器液位的合理控制。从改善连铸轴承钢碳化物的角度出发，最重要的是，钢流尽可能不受污染和尽可能处于稳定状态。同时，过热度尽可能低。
2.2.2.2 降低和稳定过热度
进入结晶器的钢水温度低，钢液结壳后，铸坯中心未凝固的钢水的温度接近于固相线温度，从而扩大中心的等轴区域，良好的大面积等轴晶组织抑制了铸坯的中心偏析。
连铸高碳铬轴承钢的浇注温度从1520℃下降到1470℃，连铸坯中的枝状晶区长度可从40mm下降到10mm。
浇注过程中的过热度的相对稳定对改善中心偏析和纵向偏析也很重要。为
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此，有厂家通过对钢包和中间包的内衬进行有效的天然气烘烤，使钢包和中间包的内衬温度达到1200℃以上，使中间包内的钢液温度波动范围在70min的浇注时间内仅为5℃。
使中间包钢水的过热度有效地控制在10~15℃的最好办法是在中间包上采用等离子或感应加热措施。例如日本大同特钢的知多厂为了改善连铸轴承钢的中心偏析，于1992年在新建的2号连铸机上安装了中间包等离子加热装置。
目前，中间包等离子加热技术已在日、美、意、德、法等国家的16家钢厂得到工业大规模应用。 2.2.2.3 选用合适的电磁搅拌
采用电磁搅拌技术可降低连铸坯的中心偏析程度，碳化物的尺寸也有细化的倾向。
表2-5 不同电磁搅拌工艺对铸坯质量的作用
结晶器内 质量因素 装置位置 M-EMS 改善表面质量 改善温度梯度 改善气泡，上浮夹杂 均匀坯壳凝固 增加等轴晶，改善致密度 分散夹杂分布 改善轴心偏析 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ M-EMS ◎ ◎ ◎ ○ S-EMS ◎ ◎ ◎ ◎ F-EMS ◎ ◎ 结晶器下 二冷段 凝固末端 注：◎：主要作用；○：次要作用。
单一的结晶器电磁搅拌技术当然能大大改善铸坯中心的碳化物，但对高碳铬轴承钢而言，其中心区的偏析仍然较大。
为了获得大而十分均匀的中心等轴晶区，往往要采用两种电磁搅拌装置，从而获得结构均匀，无中心疏松的结晶组织。
采用M-EMS，可使坯壳生成比较均匀，而且，表面层中渣量的减少有利于坯壳生长。因为渣有绝热作用，会阻碍坯壳的生长。
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采用SEMS，最大的碳偏析值可从1.68减至1.38。
采用FEMS，能够打断中心部位架桥，较好地补给由于凝固收缩所需的钢液。 值得一提的是，组合搅拌技术的搅拌强度的控制是十分重要的，见表2-5。搅拌强度过大，会形成严重的白亮带现象或V型偏析。搅拌强度过小，则达不到减轻偏析的目的。 2.2.2.4 二冷强度和拉速
相同冷却条件下，适当降低拉速有利于缩短固液区间长度，从而抑制枝状晶的长大，有利于减小中心偏析。而适当提高二次冷却强度除了能细化组织晶粒外，还能缩短液相深度，增加坯壳厚度。 2.2.2.5 采用液相穴区的压下技术
对于像轴承钢这样的组织要求较高的特殊钢来讲，对易产生偏析的液相穴区进行压下处理。这是因为在连铸坯凝固过程中，由于导辊之间铸坯产生鼓肚引起的坯壳内的容积变化和补偿凝固收缩，导致因残留钢液的宏观流动引起的中心偏析。
（1）轻压下技术
根据中心偏析发生的机理，控制铸坯凝固末端的凝固过程，可以有效地控制中心偏析发生的程度。轻压下技术就是根据这个原理在连铸过程中控制中心偏析的自然发生。
铸坯坯壳在完全凝固前受到外部均匀压力作用，防止了铸坯冷凝收缩产生的负压，阻止了铸坯因冷凝收缩或鼓肚产生的钢液横向流动，促使铸坯中心区域富含杂质元素的钢液回流并可能重新在固液两相区间分配，从而使凝固末端凝固更均匀致密。这就大大地减轻了中心偏析和中心疏松的程度。
轻压下技术对解决高碳铬轴承钢的中心偏析与疏松有着最显著的效果，己被公认为是控制高碳铬轴承钢中心偏析最有效的工艺方法。但由于该技术的准确应用难度较大，要想取得理想的效果，必须精确地控制浇注工艺参数、凝固条件、压下区间铸坯中心的固相率，匹配好拉坯速度与压下速度。任何一方面控制不合适，不但不能起到改善中心偏析的作用，而且极易造成铸坯中心裂纹。因此在采用轻压下技术的同时，往往还配备中间包等离子加热技术，电磁搅拌技术，从而确保最佳工艺条件下的最佳压下位置。
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