高碳铬轴承钢的碳化物

       高碳铬轴承钢从钢液冷却开始，首先沿液相线结晶的高纯度的初晶周边形成树枝状结晶，在凝固界面上，元素成分浓缩了的钢液在树枝间隙形成树枝状偏析，最后进一步浓缩的钢液由共晶反应结晶形成大块的碳化物，其与奥氏体共存完成凝固过程。

       在热加工时树枝状偏析延伸形成条带状偏析，共晶碳化物以大块状态残留下来，两者均对钢的强度有所影响，因此，需在热加工前，于固相线以下的温度长时间保温，进行均热扩散处理，消除大块共晶碳化物，并减轻树枝状偏析，其构成元素并不能充分扩散。对于上述局部的成分偏析，由于元素浓度不同,相变温度不同而形成的复杂的碳化物状况使热处理有一定困难。

       树枝状偏析和大块碳化物在显微镜下十分醒目，其中因大块碳化物的问题而造成钢材不合格现象，在20世纪40年代曾达1/4沟之多。所以，这个课题首先成为研究对象。

       根据对高碳铬轴承钢Fe- C-Cr系三元相图的研究，1930年已明确认识以下现象，即液相线和固相线分别在1460℃和1220℃附近，超过200℃温度范围即有固液共存区2），同时共晶点在1145℃至1185℃附近的范围内。

       以此为基础，20世纪50年代对于大块碳化物的成因及组成进行了研究，1951年最初的研究报告4，认为，是奥氏体和Fe3C以及Cr7Q的三元共晶生成物。但是，1952年对大块碳化物生成进行了详细的试验，认为与P等杂质元素的偏析有密切关系。将Fe-C-Cr系状态图与Fe-GP系状态图比较分析，可以看到，1%C钢不可能出现的共晶反应，实际出现了。由于高P部分碳化物的溶解度小，容易析出凝聚形成大块形态s)0 1953年更进一步分析了钢锭中心部分最严重的偏析部分，其成分为2.206 0-2.3% Cr-0.3%P。这样的C量在Fe-C二元系也可形成共晶反应，由此可推测增加P含量后，会在更低的碳含量区引起共晶反应。一些钢厂对此杂质元素诱因的理论推断予以了重视。