一种小压缩比、高清洁度连铸轴承钢圆钢，以重量百分数计的化学成分组成为： Ｃ：０．９０～１．１０％ Ｍｎ：０．２０～０．５０％ Ｓｉ：０．１５～０．５０％ Ｃｒ：１．３０～１．６０％ 氧≤０．０００７％ 磷≤０．００８％ 硫≤０．００５％ 钛≤０．００２５％ 铜≤０．２５％ 镍≤０．１０％ 余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金行业合金钢的制造技术，特别是涉及连铸轴承圆钢及 其制造方法。
技术介绍
高碳铬轴承钢是含有铬元素的过共析钢。传统的高碳络轴承钢的生产工艺流程为转炉或电炉初炼钢液一炉外精炼装备(包括LF， VD， RH等)精炼钢液一钢液浇注钢锭一钢锭加热和 初轧开坯一钢坯加热和轧制成品材。由于高碳铬轴承钢钢液浇注钢锭存在成坯率低的先天性缺陷，人们开 发了钢液直接浇注钢坯的方法，即连铸的方法，使钢液的成材率比模铸方 法提高10%以上。连铸高碳铬轴承钢在连铸凝固结晶过程中，与模铸凝固结晶过程一 样，不可避免地产生碳化物。这些碳化物按生成的时间性分为液析碳化物、 带状碳化物、网状碳化物三种。对于加工用途为热压力加工的高碳铬轴承 钢而言，其碳化物主要是指前两类碳化物。液析碳化物是一种共晶组织， 在高碳铬轴承钢连铸坯中心偏析部生成，其由铬的富集碳化物和金属相组 成。严重的液析碳化物使轴承套圈产生裂纹并最终开裂报废。钢坯中的碳 化物在热压力加工过程中拉伸成高低浓度相间的偏析带，其中的高浓度的 偏析带在轧后冷却过程中析出较多的二次碳化物，这种二次碳化物称为带 状碳化物是。严重的带状碳化物使轴承套圈产生剥落，严重影响轴承寿命。 因此，热压力加工用高碳铬轴承钢对钢中的液析碳化物和带状碳化物的级 别(也称为碳化物的不均匀性指标)有明确的要求。连铸高碳铬轴承钢的钢坯一钢材的压縮比(钢坯的截面面积与钢材的 截面面积之比)，常规为20左右；较好的为15左右(2002年2月，SKF 公司交流资料；国内压縮比最小为14 (《轴承钢》，2000年11月第1版第288页，冶金工业出版社))。压縮比如果低于15，如在10-13时，碳化物不均匀性合格率仅为65%。 如果压縮比控制在15左右，例如，我公司目前采用220X220mi^的连铸 坯，相应的成品材的规格最大为#60mm，其最小的规格为#20mm，则碳 化物不均匀性合格率可达95%。要解决压縮比在10 13条件下的碳化物不均匀性问题，常用的办法是: 大大延长常规轧钢加热炉的加热时间，或者提高常规轧钢加热炉的加热温 度。前者严重影响轧钢机的生产率和钢坯的表面脱碳，使生产成本增加和 钢材的表面脱碳超标；后者容易造成钢材的中心出现显微孔隙，形成显微 裂纹。目前有关连铸高碳铬轴承钢的压縮比控制及其加热相关技术专利主 要有CN200410089358.2、 CN02112241.5、 JP 3075312专利。CN200410089358.2专利申请虽然提到坯一材的压縮比〉10，但并没有 提出解决碳化物不均匀性问题的方法。CN02112241.5专利申请采用连铸轴承钢小方坯(120X 120mm2、 140 X 140mm2、 160X 160mm2)，最终轧制出# 50mm以下(压縮比最小为9.98) 的连铸轴承钢成品材，但也没有提出解决碳化物不均匀性问题的方法；同 时，对于大规格的连铸轴承钢方坯(如300X300mn^或220X220mm2)， 也没有提出压縮比的控制及其相关技术。JP 3075312专利提到碳化物不均匀问题，并采用了均热炉均热技术 在均热炉中，对高碳铬轴承钢，将钢坯加热到200~1260°C，时间在3 6 小时；然后，进行轧制，使钢坯中的巨大碳化物扩散。但是没有涉及成分。JP59137164专利提到碳化物不均匀问题，并采用连铸机(电磁搅拌) 生产连铸矩形坯，控制电磁搅拌。其成分为C: 0.80~1.20%， Si:《1.0%， Mn:《2.0%， Cr: 0.5~2.0%。由上所述，现有的连铸高碳铬轴承钢的压縮比控制及其加热相关技术 都不能解决压縮比为10.96 14.99所带来的问题。在保证碳化物不均匀性合格的前提下，压縮比如能从15下降到 10.96 14.99，则有以下意义l)扩大规格使现有连铸机-加热炉-轧钢生产线的产能有所提高，提高现有工艺装备使用率。2) 降低成本对于成品规格偏大的连铸轴承钢圆钢，可采用中等坯 型的连铸坯生产。另外，也避免了连铸坯加热时间过长或加热温度过高带 来的质量问题。3) 使现有的连铸高碳铬轴承钢的压縮比控制世界难题有所突破。4) 连铸轴承钢圆钢具有纯洁度高、理化性能满足轴承的工作要求、轴 承疲劳长的特点。
技术实现思路
本专利技术提供一种小压縮比、高清洁度的1.0C-1.5Cr连铸轴承钢圆钢及其 制造方法。本专利技术通过成分设计，以及钢液精炼一钢液浇注一中间包连铸 轴承钢方坯一加热炉加热连铸轴承钢方坯一轧钢机轧制连铸轴承钢圆钢 这五个步骤，在连铸坯压縮比小于15，特别是10.96~14.99的前提下，使 轴承钢圆钢的碳化物不均匀性符合产品标准。本专利技术的小压縮比、高清洁度的1.0C-1.5Cr连铸轴承钢圆钢以重量百 分数计(以下同)的化学成分组成为C: 0.90~1.10%Mn: 0.20 0.50 %Si: 0.15~0.50%Cr: 1.30~1.60%氧《0.0007%磷《0.008%硫《0.005%钛《0.0025%铜《0.25%镍《0.10%余量为Fe及不可避免的杂质。其中，优选地Mn: 0.25 0.45%， Si: 0.15~0.35%。1) CC是使钢强度提高的主要元素，高碳铬轴承钢球化处理后淬火使残余 的、未溶解的碳化物的基体马氏体化，然后低温回火必须使硬度达到HRC62.5。如果C不到0.90%,则不能得到充分的球化碳化物和良好的基体性能，寿命和耐磨性都下降。如果c超过i.ioy。，则凝固组织会出现巨大碳化物，使均匀性困难，还有淬火回火后的残余奥氏体增多，尺寸精度随 时间而变化的倾向变大。2) CrCr是碳化物形成元素，主要作用是提高钢的淬透性与耐腐蚀性能，并 可提高强度、硬度、耐磨性、弹性极限和屈服极限。Cr能显著改善钢中碳化物的分布及其颗粒大小，使含Cr的渗碳体型 碳化物(Fe.Cr) 3C退火聚集的倾向性变小。因此，Cr使高碳铬轴承钢碳 化物变得细小、分布均匀，并扩大了球化退火的温度范围， 一部分Cr熔 于奥氏体中提高了马氏体回火稳定性。Cr还能减小钢的过热倾向和表面脱 碳速度。Cr含量在1.30-1.60%之间，再高会因残余奥氏体量增加而降低硬 度；同时过高的Cr含量容易形成大块碳化物，如Cr7C3这种难熔碳化物 使钢的韧性降低，轴承寿命下降。如果Cr含量低于1.30%，则基体中C 和Cr之间不能达到奥氏体化温度下的平衡，从而影响钢中碳化物的分布 及其颗粒大小。3) MnMn和铬一样是碳化物形成元素，能代替部分铬原子形成(Fe.Mn) 3C 型碳化物。但是这种碳化物与铬的碳化物(Fe.Cr) 3C不同，加热时易固 溶于奥氏体，回火时也易析出和聚集。所以，对于C和Cr含量分别为0.90 1.10%、 Cr: 1.30~1.60%的高碳铬轴承钢，Mn含量大于0.50。/。，会使钢中 残余奥氏体量增加，钢的过热敏感性和裂纹倾向性增强，且尺寸稳定性降 低。但Mn能显著提高钢的淬透性，部分锰溶于铁素体中，提高铁素体的 硬度和强度。锰能固定钢中硫的形态并形成对钢的性能危害较小的MnS 和(Fe、 Mn) S，减小或抑制FeS的生成，因此，Mn不能低于0.20。/。。优 选，Mn含量为0.25~0.45%。4) Si在高碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种小压缩比、高清洁度连铸轴承钢圆钢，以重量百分数计的化学成分组成为： Ｃ：０．９０～１．１０％ Ｍｎ：０．２０～０．５０％ Ｓｉ：０．１５～０．５０％ Ｃｒ：１．３０～１．６０％ 氧≤０．０００７％ 磷≤０．００８％ 硫≤０．００５％ 钛≤０．００２５％ 铜≤０．２５％ 镍≤０．１０％ 余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：虞明全，胡俊辉，郑雨旸，夏伟栋，张建平，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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