轴承钢夹杂物行为的原位观察

站在风口的猪

轴承钢中的夹杂物控制一直是轴承钢研发过程中的重点，控制轴承钢中的大夹杂物，尤其是Ds类更是轴承钢夹杂物控制的重中之重。以往研究通过对钢液成分进行控制，然后分析成品中夹杂物的形态、分布等，无法直接观察解释夹杂物在炼钢温度下的状态，更无法观察夹杂物在钢液凝固过程的演变；而对于钢液中夹杂物运动的分析一般是通过用数值模拟计算得出，均无法直接反映夹杂物在钢液中的真实情况。
上海交通大学的学者利用高温共聚焦激光显微镜将4个炉次的高等级轴承钢样品加热至液态，炼钢温度下动态原位观察夹杂物碰撞长大行为，保温后快速冷却，再利用扫描电镜观察试样中的夹杂物，并用能谱分析EDS确定其成分。结果表明，未经过高温共聚焦显微镜处理的轴承钢原始样中夹杂物主要是尖晶石核心外包覆CaS；经过相应处理的轴承钢试样中夹杂物则主要是球状铝酸钙夹杂物，并观察到部分液态的铝酸钙夹杂物在钢液－气相界面铺展，同时观察到了铝酸钙夹杂物与镁铝尖晶石碰撞长大。根据观察结果可判断，轴承钢钢液中液态化程度高的铝酸钙夹杂物相互碰撞以及其与镁铝尖晶石之间的碰撞融合长大是形成Ds夹杂物的重要原因，降低钢中钙含量可以降低夹杂物中的CaO含量，从而提高夹杂物熔点以降低其在钢液中的液态化程度，从而减少Ds夹杂物形成。