La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果及机理

doi:10.20057/j.1003-8620.2023-00234

特殊钢 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (2): 39-45.DOI: 10.20057/j.1003-8620.2023-00234

La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果及机理

吴翔宇¹，董丙成²，王梓菲¹，田钱仁¹，付建勋¹

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，济南 250000;

收稿日期:2023-11-17 出版日期:2024-03-30 发布日期:2024-04-01
通讯作者: 付建勋
作者简介:吴翔宇（1992—），男，博士； E-mail：1003198443@qq.com；

Modification Effect and Mechanism of La-Ce on Inclusions in GCr15 Bearing Steel

Wu Xiangyu¹， Dong Bingcheng²， Wang Zifei¹， Tian Qianren¹， Fu Jianxun¹#br#

1 Center for Advanced Solidification Technology，School of Materials Science and Engineering，Shanghai University，State Key Laboratory of Advanced Special Steel，Shanghai 200444，China；
2 Technical Center of Shandong Steel Laiwu Branch，Jinan 250000，China;

Received:2023-11-17 Published:2024-03-30 Online:2024-04-01
Contact: Fu Jianxun

摘要/Abstract

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Al₂O₃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，1600 ℃下钢中夹杂物的转化规律为Al₂O₃→REAlO₃→ RE₂O₃→ RE₂O₂S → RE₂O₂S + RE_xS_y（RE为La-Ce）。当La-Ce含量为96×10^-6时，Al₂O₃和MnS均被改质为球状的RE₂O₂S·RE_xS_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。

关键词: GCr15轴承钢, 稀土, 夹杂物改质, 热力学计算

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 Al₂O₃and 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 Al₂O₃→REAlO₃→ RE₂O₃→ RE₂O₂S → RE₂O₂S + RE_xS_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， Al₂O₃ and MnS were both transformed into spherical RE₂O₂S·RE_xS_ycomposite 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.

Key words: GCr15 Bearing Steel, Rare Earth, Inclusion Modification, Thermodynamic Calculations

中图分类号:

TG142

吴翔宇, 董丙成, 王梓菲, 田钱仁, 付建勋. 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(2): 39-45.

Wu Xiangyu, Dong Bingcheng , Wang Zifei, Tian Qianren, Fu Jianxun. Modification Effect and Mechanism of La-Ce on Inclusions in GCr15 Bearing Steel[J]. Special Steel, 2024, 45(2): 39-45.

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