轴承钢生产过程中夹杂物控制研究的启示

　　轴承钢(高纯度铁碳合金钢)作为一种重要的特殊钢，主要用于制造滚动轴承的滚动体和套圈，其应用覆盖了工业、农业及军事等诸多领域。轴承钢的质量直接影响到设备转动部件的寿命，从而最终影响到设备运行的安全可靠程度。世界各国在满足科技发展对轴承钢产量要求的同时，都把重心放在了提高现有产品质量和高性能新型轴承钢产品品种的研发上。

　　影响轴承钢接触疲劳寿命的三个主要因素是硬度、钢中夹杂物和氢含量。据统计，由钢中非金属夹杂物和碳化物不均匀等冶金质量缺陷所引起的失效数占总失效数的65%。钢中非金属夹杂物主要来源于冶炼过程中产生的脱氧产物、钢液凝固时析出的硫化物和碳氮化物，以及出钢时残留的钢渣、连铸过程中钢液对耐火材料的侵蚀以及钢液的二次氧化等。钢中非金属夹杂物的组成、形貌、尺寸、数量以及分布受钢液纯净度的控制，夹杂物的存在影响了了钢在铸态及热处理状态下的组织均匀性，从而最终影响轴承的使用寿命。夹杂物对疲劳裂纹产生的影响程度依赖于其化学成分、尺寸、密度、分布位置及形貌。

　　一般情况下，通过控制炼钢过程来降低钢中夹杂物的数量和尺寸，若要使轴承钢达到使用要求，关键是控制好它的冶金质量及化学成分、洁净度（钢中夹杂物）及组织均匀性。因此，各国研究人员对钢中夹杂物种类及控制进行了很多研究，也取得了很多成果。

　　轴承钢中的夹杂物直接影响轴承钢的质量，从而影响其使用寿命。在控制好轴承钢主要合金元素化学成分的前提下，其冶炼质量主要靠钢液洁净度和铸态钢组织控制，其关键是钢中氧含量及氧化物夹杂的控制。轴承钢中夹杂物控制存在的主要问题是钢的纯净度控制不稳定；精炼、浇铸工艺有待进一步优化；铸坯质量在线检测设备缺乏，夹杂物检测方法有待改进。合理控制初炼炉的终点碳含量、选择合适的脱氧剂提高脱氧能力或使夹杂物变性、优化精炼渣成分提高其吸收夹杂物的能力、优化熔炼工艺减少大尺寸夹杂物并改善其在钢中的分布是降低轴承钢中氧及氧化物夹杂的主要措施。

　　轴承钢夹杂物控制技术发展的方向表现在：超高纯净钢精炼工艺的进一步优化；以控制钢中氧含量为目标的精炼渣成分的选择和优化；钢中夹杂物及碳化物分布均匀性控制；夹杂物变性处理及去除机理研究；夹杂物检测方法的开发，夹杂物评价体系的构建与优化。