第一部分 GCr15轴承钢中的非金属夹杂物 1
1 轴承钢生产概述 1
1.1 轴承钢种类及发展历史 1
1.2 轴承钢冶炼工艺与路线 7
1.3 轴承钢的性能及质量要求 10
2 轴承钢中的非金属夹杂物 14
2.1 非金属夹杂物分类 14
2.2 夹杂物对轴承钢质量的影响 16
2.2.1 夹杂物影响轴承钢质量的作用机理 18
2.2.2 夹杂物类型对轴承钢质量的影响 22
2.3 钢中杂质元素对轴承钢中夹杂物的影响 37
2.3.1 钢中氧含量对轴承钢中夹杂物的影响 37
2.3.2 钢中钙含量对轴承钢中夹杂物的影响 41
2.3.3 钢中钛、氮含量对轴承钢中夹杂物的影响 44
2.4 精炼渣操作对轴承钢中夹杂物的影响 49
2.4.1 精炼渣氧化性对夹杂物的影响（强扩散脱氧技术） 49
2.4.2 精炼渣碱度对夹杂物的影响（高碱度渣技术） 55
2.4.3 精炼渣成分控制对轴承钢中夹杂物的影响 59
2.5 碱土金属对轴承钢中夹杂物的影响 62
2.6 耐火材料对轴承钢中夹杂物的影响 63
2.7 炉外精炼过程对轴承钢中非金属夹杂物的影响 68
2.7.1 VD吹氩的影响 70
2.7.2 VD真空处理的影响 71
2.7.3 RH精炼过程的影响 73
2.7.4 温度控制的影响 83
2.8 中间包冶金对轴承钢中夹杂物的影响 84
2.8.1 中间包全封闭技术 85
2.8.2 中间包加热技术 86
2.8.3 水口结瘤对夹杂物及轧材缺陷的影响 92
2.9 连铸机直立段长度对轴承钢夹杂物的影响 94
3 钢厂轴承钢洁净度调研结果分析 98
3.1 钢厂A轴承钢调研结果分析 98
3.1.1 钢厂A轴承钢研究意义及方法 98
3.1.2 钢厂A轴承钢研究初步结果 100
3.1.3 研究初步结论及建议 111
3.2 钢厂B轴承钢调研结果分析 114
3.2.1 钢厂B轴承钢研究结果 114
3.2.2 研究初步结论及建议 123
3.3 国内典型厂家轴承钢洁净度对比分析 123
3.3.1 轴承钢轧材样氧氮含量分析 123
3.3.2 轴承钢轧材样夹杂物分析 125
3.4 轴承钢中非金属夹杂物控制总结 130
第二部分 GCr15轴承钢中的碳化物 131
4 轴承钢中的碳化物概述 131
4.1 碳化物缺陷的分类 131
4.2 碳化物分布对金属材料抗腐蚀性能的影响 131
4.3 碳化物缺陷的控制研究现状 133
4.4 轴承钢抗腐蚀能力的提升研究现状 135
5 轴承钢连铸坯中液析碳化物行为 136
5.1 实验方法 136
5.2 铸坯A中液析碳化物行为 137
5.3 铸坯B中液析碳化物行为 140
5.4 两铸坯中液析碳化物行为对比 144
5.5 两铸坯相同位置Cr元素分布 146
5.6 液析碳化物消除时间的计算 149
5.6.1 液析碳化物扩散溶解机制模拟计算方法 150
5.6.2 液析碳化物的扩散溶解及其影响因素 150
5.7 轴承钢连铸坯中液析碳化物行为小结 155
6 轴承钢轧制全流程Cr元素分布与低倍检验孔洞形成机理 156
6.1 实验方法 156
6.2 铸坯中Cr元素分布及腐蚀形貌 156
6.3 开坯小方坯中Cr元素分布及腐蚀形貌 158
6.4 轧制过程中Cr元素分布及检验孔洞形貌变化 159
6.5 热轧盘条中低倍检验孔洞的分布规律 162
6.5.1 热轧盘条中低倍检验孔洞的初始形成位置 162
6.5.2 热轧盘条中低倍检验孔洞的形态变化 163
6.6 轴承钢低倍检验孔洞形成机理 166
6.7 轴承钢轧制全流程Cr元素分布与低倍检验孔洞形成机理小结 173
7 轴承钢低倍检验孔洞控制 175
7.1 铸坯高温扩散对Cr元素分布的影响 175
7.2 盘条高温扩散对低倍检验孔洞的影响 177
7.3 正火球化退火对轴承钢低倍检验孔洞的影响 179
7.4 工业实验 183
7.5 轴承钢低倍检验孔洞控制总结 187
第三部分 轴承钢连铸坯凝固组织和元素偏析 189
8 连铸坯微观偏析与宏观偏析控制研究现状 189
8.1 连铸坯微观偏析控制研究现状 190
8.1.1 微观偏析的定义 190
8.1.2 微观偏析的影响因素 190
8.1.3 微观偏析的控制技术 191
8.2 连铸坯宏观偏析控制研究现状 192
8.2.1 中心偏析形成理论 192
8.2.2 中心偏析的评级方法 193
8.2.3 中心偏析的控制措施 196
8.2.4 控制中心偏析的数学模拟研究 207
9 连铸坯凝固组织研究 215
9.1 实验方法 215
9.2 铸坯宏观凝固组织测定 216
9.3 铸坯枝晶臂间距测定 217
9.4 铸坯柱状晶偏转角测定 221
10 电磁搅拌下轴承钢连铸坯柱状晶偏转角的模拟仿真研究 226
10.1 模型描述 226
10.1.1 电磁场计算模型 226
10.1.2 流场计算模拟 229
10.2 模型验证 233
10.3 电磁力场和流场 233
10.4 柱状晶长度的测定 237
10.5 结晶器电磁搅拌对连铸坯凝固组织的影响 238
10.6 不同搅拌参数下的电磁场模拟 241
10.7 电磁搅拌对宏观组织的影响 242
10.8 电磁搅拌对枝晶臂间距的影响 244
10.8.1 PDAS测量结果 244
10.8.2 SDAS测量结果 246
10.9 电磁搅拌对柱状晶偏转角的影响 249
10.10 电磁搅拌对柱状晶长度的影响 253
11 GCr15轴承钢连铸坯宏观偏析控制 255
11.1 连铸坯化学成分 255
11.2 连铸坯低倍侵蚀实验 257
11.3 连铸坯宏观组织统计 259
11.4 连铸过程结晶器传热模型 263
11.5 连铸过程二冷传热模型 267
11.6 连铸坯宏观组织模拟研究 271
11.7 连铸坯宏观偏析模拟研究 274
11.7.1 宏观偏析模拟计算 274
11.7.2 二冷水分布优化方案 278
11.8 GCr15轴承钢工业验证实验 282
12 轴承钢凝固组织和元素偏析控制总结 287
参考文献 289