【正文】 蒂森 EAFRHIC TBM(轉(zhuǎn)爐 )RHIC TBMRHCC TBMRH+Ca 1 0 0 0 因此， 60－ 70年代，采用堿性電弧爐配合 DH 脫氣處理，但由于沒(méi)有加熱手段， DH 脫氣鋼質(zhì)量分散性較大，氧含量波動(dòng)在 25 10－ 6左右。這意味著除了脫磷以外， 熔煉以后的所有正常的精煉工序都可以在桶爐內(nèi)完成。從圖 8 中可以看出，由于脫氧制度的改進(jìn)，即由真空下的碳脫氧制度改為在非真空下事先用鋁沉淀脫氧，然后進(jìn)行強(qiáng)烈的電磁攪拌精煉，氧含量由 20 10－ 6 左右降到 10 10－ 6 左右。山陽(yáng)軸承鋼的質(zhì)量居日本之首，氧含量達(dá)到 106，下面就其生產(chǎn)工藝和質(zhì)量水平作一簡(jiǎn)介。 表 4 山陽(yáng)公司 SUJ2 鋼的氧含量及夾雜物評(píng)級(jí) n 氧含量 106 夾雜物分類 (ASTME45D 法 ) 數(shù)據(jù)來(lái)源 A B C D 細(xì) 粗 細(xì) 粗 細(xì) 粗 細(xì) 粗 55 0. 0 0 傾 動(dòng) 式 出 鋼[6,21] 70 0 0 0 偏心爐低出鋼[6,21] 34 ~ ～ 0～ 0～ 0～ 0 0 0 0 0~ 0 0~ 進(jìn)口山陽(yáng) SUJ2鋼材質(zhì)量檢驗(yàn)證書(shū) 8 ～ ～ 0 0 ～ 0 0 0 0 0 0 0 0 實(shí)測(cè) SUJ2 鋼材 第四階段： 1986年將電弧爐傾動(dòng)式出鋼改造成偏心爐底出鋼，軸承鋼氧含量由 106進(jìn)一步降低到 106(偏心底出鋼與傾動(dòng)式出鋼相比，氧含量降低了 106)。 第三次改造 (1986 年 )，第三次改造的特點(diǎn)是設(shè)備的現(xiàn)代化，工序合理化。因此，為了提高鋼的 純凈度，必須在精煉前預(yù)先采用鋁沉淀脫氧。最近十幾年來(lái)，隨著鋼水二次精煉、保護(hù)澆注、電磁攪拌和二次冷卻技術(shù)的發(fā)展。到目前為止，還沒(méi)有一篇文章報(bào)道，徹底解決了軸承鋼連鑄坯的中心碳偏析問(wèn)題。在這方面與 先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家相比差距較大，日本、瑞典、德國(guó)在 70 年代末的利用率已經(jīng)達(dá)到 60~62％，而我國(guó)到目前為止還不到 40％。從表 7 中可以看出，我國(guó)軸承鋼的氧含量水平很不平衡，采用爐外精煉工藝氧含量都達(dá)到 20 106 以下。 目前三煉鋼已具有生產(chǎn)軸承鋼的硬件設(shè)備，而且 2020 年矩形坯鑄機(jī)將應(yīng)用末端電磁攪拌以及新上鑄坯緩冷坑等技術(shù)，有可能生產(chǎn) [O]小于 15PPM 和 [Ti]小于 20PPM 的高碳鉻軸承鋼矩形坯，另外研究人員有博士、碩士和經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員，能夠滿足軸承鋼試制的需要。目前我國(guó)軸承鋼管生產(chǎn)能力已有 6～ 8 萬(wàn)噸 /年。從量方面看，我國(guó)軸承鋼產(chǎn)量已達(dá) 60 萬(wàn)噸左右，實(shí)際上 2020 年軸承鋼產(chǎn)量已達(dá) 80 萬(wàn)噸，躍居世界軸承鋼生產(chǎn)大國(guó)行列，日本大體穩(wěn)定在 60 萬(wàn)噸，瑞典 SKF 公司 70 萬(wàn)噸。 1986 和 1991 年在 ASTM舉辦的軸承鋼國(guó)際 會(huì)議上，很多廠家就主張連鑄?？傊疄榱吮ＷC長(zhǎng)時(shí)間充分?jǐn)嚢?，補(bǔ)償其溫降，精煉爐必須具備加熱功能。山陽(yáng)特殊公司采用無(wú)渣出鋼后，氧含量降低 10－ 6。 第二次改造 (1983 年 )，主要增加了鋼包加熱裝置 LF 爐，降低了出鋼溫度 (加熱裝置的建設(shè)利用了退役電弧爐的爐蓋、電極和變壓器，投資費(fèi)用不大 )。 表 3 SKF 公司 SKF3 鋼的氧含量及夾雜物評(píng)級(jí) n 氧含量 106 夾雜物分類 (ASTM E45D 法 ) 數(shù)據(jù)來(lái)源 A B C D 細(xì) 粗 細(xì) 粗 細(xì) 粗 細(xì) 粗 68 ～ — — 0～ 0～ 0 0 0 0 0 0 0 0 文獻(xiàn) [2,4] 39 ～ ～ ～ ～ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 進(jìn)口 SKF3鋼質(zhì)量檢驗(yàn)證書(shū) 2 ～ ～ 0 0 ～ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 實(shí)測(cè) SKF3鋼材 第二階段： 1968 年從聯(lián)邦德國(guó)引進(jìn) RH 裝置與 60tEAF 配合，真空度 13Pa，軸承鋼氧含量比 鋼包坑脫氣處理大大降低，達(dá)到 15 106 左右。 日本軸承鋼生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀 從 60 年代以來(lái)，特別是近十幾年以來(lái)，日本各個(gè)軸承鋼生產(chǎn)廠家廣泛采用新工藝、新技術(shù)和新裝備，軸承鋼質(zhì)量已躋身于世界先進(jìn)水平。結(jié)果表明，在桶爐內(nèi)事先用鋁沉淀脫氧比真空碳脫氧獲得更一致的氧含量和夾雜物含量，因此， SKF 公司自 80 年代以來(lái) ，SKF3 鋼一般情況都用非真空精煉，這是 SKF工藝的一大顯著特點(diǎn)。在出鋼至ASEA－ SKF 鋼包之前，在雙殼爐體內(nèi)將磷的含量降至允許值以下。60 年代以前，軸承鋼采用酸性平爐生產(chǎn)，完全不存在點(diǎn)狀 (D型 )氧化物夾雜，有著極其一致的純凈度，因而具有良好的耐疲勞性能。日本則大有后來(lái)居上之勢(shì)，經(jīng)過(guò) 30~40年的努力，加強(qiáng)科研，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)及裝備，優(yōu)化工藝，使軸承鋼的質(zhì)量躍居世界先進(jìn)行列。這是因?yàn)樘蓟锖婉R氏體交界處碳濃度高，易引起應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生裂紋。殘余碳化物的含量同樣影響疲勞壽命。 爾 研究發(fā)現(xiàn)，隨網(wǎng)狀級(jí)別的增加，接觸疲勞強(qiáng)度下降。 帶狀碳化物的影響 帶狀碳化物是由枝晶偏析引起的。 文獻(xiàn) [40~42]報(bào)道用型號(hào) 6305 的滾動(dòng)軸承的內(nèi)外套圈作試樣 [40]，在承受徑向交變負(fù)荷的壽命試樣機(jī)上做了試驗(yàn)。因此為了改善軸承鋼的質(zhì)量，應(yīng)盡量將鋼的各類夾雜物 (包括 A、 B、 C、D 類和氮化物 )含量降低，尺寸變小，分布更均勻，最終達(dá)到提高軸承壽命的目的。這種觀點(diǎn) 不錯(cuò)，但再深入一步，還要看到夾雜的幾何性因子在某種程度上是由夾雜類型決定的，例如剛玉常呈點(diǎn)鏈狀分布或簇狀分布的碎屑。氮化鈦夾雜物也是一種具有規(guī)則外形的硬而脆的夾雜物，氮化鈦夾雜甚至比氧化物更為有害。脆性?shī)A雜物 (如 Al2O3 夾雜 )一般沿軋制方向排列成串狀或點(diǎn)鏈狀；塑性?shī)A雜物 (如硫化物 )呈連續(xù)性分布；點(diǎn)狀 (或球狀 )夾雜物在熱加工時(shí)不變形；即不同類型的夾雜物，具有不同的熱應(yīng)力變形能力。鎳會(huì)降低滾珠軸承淬火層的硬度。因此，在很多國(guó)家的軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定 (如瑞典 SKF、美國(guó) ASTM 標(biāo)準(zhǔn)等 )，不能用 Ca 或 Ca－ Si脫氧。在氧含量很低的軸承鋼中，鈣可部分替代硫化錳中的錳。這是由于鋼中硫化物含量較低，絕不意味著大顆粒夾雜物完全消失，因?yàn)殇撛谀踢^(guò)程中 ，夾雜物存在著聚集、長(zhǎng)大的條件。另一方面，所謂用硫化物包覆氧化物可提高滾珠軸承的壽命只是相對(duì)的。其氧含量約為 25~50 10－ 6，硫含量在%以上。認(rèn)為硫化物有益的觀點(diǎn)，常用“共生理論”來(lái)解釋之。這些夾雜物有硫化物（ A類）、氧化物（ B、 C、 D 類）和氮化物。 對(duì)于在特殊條件下工作的軸承，還有特殊要求，如耐高溫性能、耐低溫性能、防腐蝕性能和抗磁性能等等。當(dāng)軸承工作時(shí)，軸承內(nèi)、外套圈，軸承滾動(dòng)體間承受高頻、變應(yīng)力的作用。 ： ； :； 群： ： ； :； 群： 軸承鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展 首鋼技 術(shù)研究院 1 前言 滾動(dòng)軸承是重要的機(jī)械基礎(chǔ)件，在宇航、軍工、機(jī)械制造、鐵路運(yùn)輸以及汽車制造等行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。 2 軸承的工作環(huán)境及對(duì)軸承鋼的性能要求 工作環(huán)境 軸承是由內(nèi)、外套圈、滾動(dòng)體（滾珠、滾柱或滾針）和保持器四部分組成，除保持器外，其余都是由軸承鋼組成?；谝陨蠈?duì)軸承的工作條件和破損的分析， 對(duì)軸承鋼的性能應(yīng)有如下要求： (1)高的純凈度和高均勻性； (2)足夠的抗壓強(qiáng)度和抗永久變形能力； (3)優(yōu)良的接觸疲勞性能； (4)高的耐磨性； (5)良好的尺寸穩(wěn)定性； (6)良好的工藝性能。通常，一個(gè)軸承件的破壞，往往是由許多夾雜物中的一個(gè)大型夾雜物引起。關(guān)于硫?qū)ζ趬勖挠绊?，目前還存在著意見(jiàn)分歧，歸納起來(lái)有以下三種觀點(diǎn) [16~20]：一種認(rèn)為適當(dāng)提高鋼中硫化物含 量有利于壽命的提高；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為