La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果及机理
Modification Effect and Mechanism of La-Ce on Inclusions in GCr15 Bearing Steel
- 特殊钢 2024年45卷第2期 页码：39-45
- 作者机构：
1.上海大学材料科学与工程学院先进凝固技术中心，省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室，上海 200444
2.山钢股份莱芜分公司技术中心，莱芜 271104
- 作者简介：
吴翔宇（1992—），男，博士； E-mail：1003198443@qq.com
付建勋（1969—），男，博士，教授； E-mail：fujianxun@shu.edu.cn
- 基金信息：
DOI：10.20057/j.1003-8620.2023-00234
中图分类号： TG142收稿：2023-11-17，
纸质出版：2024-03-30
- 稿件说明：
移动端阅览
吴翔宇,董丙成,王梓菲等.La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果及机理[J].特殊钢,2024,45(02):39-45.
Wu Xiangyu,Dong Bingcheng,Wang Zifei,et al.Modification Effect and Mechanism of La-Ce on Inclusions in GCr15 Bearing Steel[J].Special Steel,2024,45(02):39-45.
吴翔宇,董丙成,王梓菲等.La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果及机理[J].特殊钢,2024,45(02):39-45. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2023-00234.
Wu Xiangyu,Dong Bingcheng,Wang Zifei,et al.Modification Effect and Mechanism of La-Ce on Inclusions in GCr15 Bearing Steel[J].Special Steel,2024,45(02):39-45. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2023-00234.
摘要
为了探究稀土La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果，采用了公称容量为1 kg的高温管式炉，冶炼了6炉不同La-Ce含量的GCr15轴承钢钢锭，借助光学显微镜、扫描电镜等表征手段，并结合FactSage热力学软件对不同La-Ce含量的GCr15钢中夹杂物的转化规律进行研究。结果表明，未添加La-Ce的GCr15轴承钢中典型夹杂物为不规则状的Al
2
O
3
和MnS，La-Ce的添加会将其改质为类型较为复杂的稀土夹杂物，随着La-Ce含量的提高，1 600 ℃下钢中夹杂物的转化规律为Al
2
O
3
→REAlO
3
→ RE
2
O
3
→ RE
2
O
2
S → RE
2
O
2
S + RE
x
S
y
（RE为La-Ce）。当La-Ce含量为96×10
-6
时，Al
2
O
3
和MnS均被改质为球状的RE
2
O
2
S·RE
x
S
y
复合稀土夹杂物，钢中夹杂物的数量处于较低水平且夹杂物的整体形貌控制较好。
Abstract
In order to investigate the effect of Rare Earth La-Ce on the modification of inclusions in GCr15 bearing steel， a high-temperature tube furnace with a nominal capacity of 1 kg was used to smelt 6 heats of GCr15 bearing steel ingots with different La-Ce contents. Characterization methods such as optical microscopy and scanning electron microscopy were used， and the transformation law of inclusions in GCr15 steel at different La-Ce contents was studied using FactSage thermodynamic software. The results show that the typical inclusions in GCr15 bearing steel without adding La-Ce are Al
2
O
3
and MnS， and the addition of La-Ce will modify it to more complex Rare Earth inclusions. With the increase of La-Ce content， the transformation law of inclusions in steel at 1 600 ℃ is Al
2
O
3
→ REAlO
3
→ RE
2
O
3
→ RE
2
O
2
S →RE
2
O
2
S+RE
x
S
y
（RE is La、Ce）. With the increase of La-Ce content， the density of inclusions and the average aspect ratio in the steel both decrease first and then increase. When the La-Ce content is 96 ×10
-6
， Al
2
O
3
and MnS were both transformed into spherical RE
2
O
2
S · RE
x
S
y
composite rare earth inclusions. The number of inclusions in the steel was at a low level and the overall morphology of the inclusions was well controlled.
关键词
Keywords
references
尹 啸 ， 雷书伟 ， 徐 曦 ， 等 . 改善高碳铬轴承钢碳化物均匀性研究 ［J］. 上海金属 ， 2022 ， 44 （ 6 ）： 78 - 85+91 .
刘耀中 ， 范崇惠 . 高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术发展与展望 ［J］. 金属热处理 ， 2014 ， 39 （ 1 ）： 53 - 57 .
邹 涛 ， 王 鹏 ， 董艳伍 ， 等 . Ce-Mg合金加入对GCr15轴承钢夹杂物和凝固组织的影响 ［J］. 特殊钢 ， 2022 ， 43 （ 6 ）： 1 - 7 .
Hashimoto K ， Fujimatsu T ， Tsunekage N ， et al . Study of rolling contact fatigue of bearing steels in relation to various oxide inclusions ［J］. Materials & Design ， 2011 ， 32 （ 3 ）： 1605 - 1611 .
蒋鲤平 ， 徐建飞 ， 王昆鹏 ， 等 . 高碳铬GCr15轴承钢中镁铝夹杂物形成与控制工艺实践 ［J］. 特殊钢 ， 2022 ， 43 （ 4 ）： 41 - 45 .
Mayer H ， Haydn W ， Schuller R ， et al . Very high cycle fatigue properties of bainitic high carbon–chromium steel ［J］. International Journal of Fatigue ， 2009 ， 31 （ 2 ）： 242 - 249 .
尉 政 ， 任 英 ， 任 强 ， 等 . 镁对GCr15轴承钢中夹杂物及奥氏体晶粒的影响 ［J］. 钢铁 ， 2023 ， 58 （ 7 ）： 133 - 143 .
屈志东 ， 杨 博 ， 孟晓玲 ， 等 . 钢液Ca含量控制对Ds夹杂物的影响研究 ［J］. 炼钢 ， 2023 ， 39 （ 3 ）： 79 - 85 .
Pan F ， Zhang J ， Chen H L ， et al . Thermodynamic calculation among cerium， oxygen， and sulfur in liquid iron ［J］. Scientific Reports ， 2016 ， 6 ： 35843 .
Wang H P ， Xiong L ， Zhang L ， et al . Investigation of RE-O-S-As inclusions in high carbon steels ［J］. Metallurgical and Materials Transactions B ， 2017 ， 48 （ 6 ）： 2849 - 2858 .
Bohlen J ， Yi S ， Letzig D ， et al . Effect of rare earth elements on the microstructure and texture development in magnesium–manganese alloys during extrusion ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2010 ， 527 （ 26 ）： 7092 - 7098 .
Li H ， Yu Y C ， Ren X ， et al . Evolution of Al 2 O 3 inclusions by cerium treatment in low carbon high manganese steel ［J］. Journal of Iron and Steel Research ， International， 2017 ， 24 （ 9 ）： 925 - 934 .
Ren Q ， Zhang L F . Effect of cerium content on inclusions in an ultra-low-carbon aluminum-killed steel ［J］. Metallurgical and Materials Transactions B ， 2020 ， 51 （ 2 ）： 589 - 600 .
刘 鑫 ， 朱林林 . 稀土对GCr15轴承钢超高周疲劳性能的影响 ［J］. 特钢技术 ， 2023 ， 29 （ 2 ）： 7 - 10 .
杨超云 ， 栾义坤 ， 李殿中 ， 等 . 稀土元素对高洁净度轴承钢中夹杂物的影响研究 ［J］. 炼钢 ， 2016 ， 32 （ 4 ）： 54 - 59+72 .
高金柱 . 稀土处理电炉H13钢的组织与性能研究 ［D］. 合肥 ： 中国科技大学 ， 2015 .
杨超云 . 稀土对高碳铬轴承钢夹杂物-组织-性能的影响机理研究 ［D］. 合肥 ： 中国科技大学 ， 2020 .
董大西 ， 杨超云 ， 胡云生 ， 等 . 高洁净轴承钢中稀土变质夹杂物行为分析 ［J］. 中国冶金 ， 2020 ， 30 （ 6 ）： 30 - 38 .
王 承 . 稀土镧和镁对典型特殊钢洁净度和性能的影响 ［D］. 沈阳 ： 东北大学 ， 2017 .
Knacke O ， Kubaschewski O ， Hesselmann K . Thermochemical properties of inorganic substances ［A］. Springer-Verlag .
0
浏览量
2
下载量
0
CSCD
0
CNKI被引量
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 鄂ICP备2022000839号
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
- 总访问量：35608