轴承钢坯表面裂纹分析

针对GCr15轴承钢,通过低倍检验与显微组织的观察和分析,确定方坯的表面裂纹主要是由钢锭中的皮下气泡和非金属夹杂物所引起.     

石油套管表面裂纹分析

分析了衡阳钢管有限公司N80级石油套管表面裂纹产生的原因及形成机理，结果表明，由于坯料中舍有大量的夹杂物，致使穿孔过程中形成表面裂纹。通过改进炼钢工艺、提高连铸坯的质量和合理调整穿孔机工艺参数，能有效的减少裂纹的产生。     

冷拉轴承圆钢表面裂纹的自动检测研究

在分析现有无损检测技术用于检测中小直径冷拉轴承圆钢表面裂纹所存在问题的基础上，基于超声波中的表面波检测原理，提出了检测中小直径冷拉承圆钢表面裂纹的方法，同时，设计了一套单长晶单片线聚焦控头以克服检测效率低的缺点，用微机自动检测系统进行智能化控制来提高检测的可靠性。     

45钢齿轮淬火裂纹的形成及扩展

45钢零件按照常规热处理工艺进行淬火时,由于种种原因多次发生淬裂现象.在对某45钢齿轮进行淬火时出现了淬火裂纹,通过金相分析,认为该45钢齿轮产生淬火裂纹的原因,主要是因为显微组织的不均匀性和非金属夹杂物的超标所致;而裂纹的扩展,大多是沿着组织粗大处形成延伸;结合对45钢齿轮淬火裂纹的分析,提出了减轻或控制淬火开裂的措施.     

中薄板坯表面裂纹及预防

分析了中薄板坯表面裂纹产生原因,通过采取优化扇形段辊面设计、稳定钢水成分、优化结晶器振动、铜板镀层改进、稳定结晶器波面与拉速等相应措施,铸坯表面低倍缺陷得到了明显改善,取得较好效果.     

热轧带肋钢筋裂纹分析

收集整理质量数据，找出热轧带肋钢筋裂纹的类型，从热轧带肋钢筋裂纹的宏观观察、微观观察、金相组织与裂纹显微分析，找出引起热轧带肋钢筋裂纹的主要原因，提出改进的措施与办法。     

H型钢成分控制

研究了河北某大型钢厂采用半敞开方式浇注H型钢的成分控制.结果表明:在刚投产时,H型钢的裂纹几率在60％以上,在通过以下两个方面的控制可把其裂纹几率控制在1％以内.一,把钢中S、P含量控制在[S]＜0.015％、[P]＜0.017％;二,控制铸坯中T[O] ＜70× 10-6以及显微夹杂物总体几率＜0.1％.此时,若想进一步降低其裂纹发生几率就应对其采用的半敞开浇注方式进行优化,但考虑成本问题还需进一步研究探讨.     

轴承钢中夹杂物与接触疲劳裂纹萌生的关系

通过在国产JPM—1型接触疲劳试验机上对国产GCr15、瑞典SKF及美国SAE52100三种类似的轴承钢进行的接触疲劳试验,观察到许多接触疲劳微裂纹及引起裂纹萌生的夹杂物。利用金相显微镜、扫描电镜观察并测量萌生裂纹的夹杂物形状、尺寸、位置,并用图相分析仪测定出夹杂物尺寸分布,从而找出轴承钢中夹杂物与接触疲劳裂纹萌生之间的定量关系,为提高轴承钢冶金质量,完善夹杂物评级标准提供科学依据。     

服役U71Mn钢轨疲劳裂纹萌生及扩展分析

采用HV-1000型显微维氏硬度计、光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等手段,研究了服役后U71Mn钢轨表层力学性能、轨距角处的显微组织以及裂纹萌生和扩展机理.结果表明:钢轨表层轨距角处的硬化程度最严重,并且该区域沿列车运行方向呈现出较为严重的剪切塑性变形,裂纹容易在该处萌生.钢轨轨距角处的裂纹萌生受到表层切应力分布状态、表面摩擦因数以及表层夹杂物等的综合影响,钢轨表层受到循环应力的反复作用,在加工硬化的作用下材料局部发生硬化,塑韧性降低,另外钢轨表层有大量长条状的MnS夹杂物,这些因素都极大地促进了疲劳裂纹的萌生.轨距角处的裂纹沿着钢轨表层剪切塑性变形的方向扩展,主要方式是穿晶扩展,裂纹间隙中较多的氧化物对裂纹扩展有较大的促进作用.     

连铸轴承钢坯的轧后控冷工艺

国内某特钢厂在连铸连轧生产线上,用250 mm×280 mm连铸GCr15轴承钢方坯直接轧制直径22-100 mm圆钢。为了控制轴承钢轧后的网状碳化物,以现场取样的方坯为研究对象,利用MMS-200热模拟实验机进行模拟实验,分析了1 000℃终轧后的显微组织,得出以大于5℃/s的冷速控冷可以抑制粗大网状组织的产出。借助ANSYS有限元分析软件,讨论了在现有生产线上实现抑制网状碳化物析出的可行性。     

Ultrahigh cycle fatigue fracture mechanism of high-quality bearing steel obtained through different deoxidation methods

The mechanism of oxide inclusions in fatigue crack initiation in the very-high cycle fatigue(VHCF)regime was clarified by subjecting bearing steels deoxidized by Al(Al-deoxidized steel)and Si(Si-deoxidized steel)to ultrasonic tension-compression fatigue tests(stress ratio,R=−1)and analyzing the characteristics of the detected inclusions.Results show that the main types of inclusions in Si-and Al-deoxidized steels are silicate and calcium aluminate,respectively.The content of calcium aluminate inclusions larger than 15μm in Si-deoxidized steel is lower than that in Al-deoxidized steel,and the difference observed may be attributed to different inclusion generation processes during melting.Despite differences in their cleanliness and total oxygen contents,the Si-and Al-deoxidized steels show similar VHCF lives.The factors causing fatigue failure in these steels reveal distinct differences.Calcium aluminate inclusions are responsible for the cracks in Al-deoxidized steel.By comparison,most fatigue cracks in Si-deoxidized steel are triggered by the inhomogeneity of a steel matrix,which indicates that the damage mechanisms of the steel matrix can be a critical issue for this type of steel.A minor portion of the cracks in Si-deoxidized steel could be attributed to different types of inclusions.The mechanisms of fatigue fracture caused by calcium aluminate and silicate inclusions were further analyzed.Calcium aluminate inclusions first separate from the steel matrix and then trigger crack generation.Silicate inclusions and the steel matrix are closely combined in a fatigue process;thus,these inclusions have mild effects on the fatigue life of bearing steels.Si/Mn deoxidation is an effective method to produce high-quality bearing steel with a long fatigue life and good liquid steel fluidity.     

轴承钢中TiN夹杂物的控制研究

研究了轴承钢中TiN夹杂物的形成热力学,以及钢中Ti和N的控制理论,并在某钢厂进行了GCr15轴承钢的生产实验.结果表明,在凝固过程中钢中Ti或N的含量越高,TiN夹杂物开始析出温度就越高,析出物的尺寸就越大;使用低Ti合金原料能够有效降低钢中的Ti含量;采用低Ti铁水,初炼渣中的TiO2降到1.0%以下,能有效控制钢水中的Ti含量;采用低钛合成渣过程回钛量显著减少,钢中Ti含量由原来的37×10-6下降至30×10-6;优化改进精炼工艺和大包保护浇铸可以降低钢中N含量为33×10-6;降低凝固偏析,能降低TiN夹杂析出.     

轴承钢中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制

研究了轴承钢生产中各因素对钢中D类夹杂物形成的影响.对国内某特殊钢厂轴承钢中夹杂物进行了检验分析,发现钢中D类夹杂物存在多种形式;通过感应炉重熔实验,发现钢中Al含量对夹杂物的影响很大,Al过量,在MgO炉衬条件下,会大量生成MgO·Al2O3;当钢中Ca含量较高时,夹杂物全部变性为球状钙铝酸盐.研究表明,控制钢水中Ca、Mg和Al成分,是控制D类夹杂的重要手段.通过工厂试验证明,特定炉渣改性和成分优化对D类夹杂物有一定的改善作用.     

两种孔型蜂窝钢柱承载力研究分析

利用ANSYS的有限元分析方法,对扩张比为1.5的圆形孔及六边形孔的蜂窝钢柱在轴心受压和压弯状态下的极限承载力进行了研究计算,并与扩张前的实腹钢柱承载力进行对比分析.研究结果表明,扩张后的蜂窝钢柱的承载力比原实腹钢柱承载力有大幅度的提高,两种孔型蜂窝钢柱承载力相近.     

钢骨高强砼框架节点抗裂承载力计算的BP方法

根据钢骨高强混凝土柱/钢筋高强混凝土梁框架边节点抗震性能试验的结果,确定了在开裂时核心区的抗剪承载力.基于MATLAB建立了钢骨高强混凝土柱/钢筋高强混凝土梁框架边节点的神经网络模型,并根据试验结果对网络进行训练,使其具有分析和判断的功能,从而形成1种快速的设计方法.     

轴承钢水冷的实验模拟研究

针对大端面轴承钢在轧后冷却过程中由于冷速过慢引起碳化物网状不合问题，利用实验室自制设备，对从现场剪取的轧材进行了模拟实验研究．记录了不同断面、不同冷却条件下的轧材径向温度变化趋势，提出合理的冷却制度，不同直径的回钢心部温度降速在1．5—6℃/s变化，直径越小，降速越大。为进一步工艺设计和计算机模拟研究提供了依据。     

Corrosion resistance of carbon ion-implanted M50NiL aerospace bearing steel

The effect of carbon implantation on the corrosion behavior of M50NiL aerospace bearing steel through surface modification was investigated. X-ray photoelectron spectroscopy, Auger electron spectroscopy and X-ray diffraction were used to analyze the composition and structure of the carbon-implanted layer. The corrosion properties of the untreated and carbon ion-implanted samples were evaluated by potentiodynamic curves and electrochemical impedance spectroscopy, which were carried out in 3.5% NaCl solution. Ion implantation of carbon in the M50NiL bearing steel yielded a distinct decrease of the corrosion current densities and an obvious increase of the polarization resistance. The experimental results indicated that the content of chromium oxide in the passive film increased with carbon implantation and that the intergranular corrosion was suppressed in the carbon-implanted sample. Better corrosion protection was observed in the carbon ion implantation sample.     

过热度对轴承钢内部组织的影响

利用枝晶腐蚀低倍检验技术、铸坯及盘条淬火+回火热处理金相检验等技术研究了过热度对轴承钢内部组织的影响。结果表明低过热度工艺铸坯等轴晶比例提高,二次枝晶间距变小,铸坯内部偏析、缩孔等冶金缺陷有所改善,但盘条酸洗低倍组织及碳化物不均匀性差别不大。两种工艺铸坯混晶区均比中心等轴晶区偏析严重,存在大量的大尺寸共晶碳化物。