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G55SiMoVA鋼（化學(xué)成分）在軸承領(lǐng)域的新應(yīng)用
針對中碳G55SiMoVA軸承鋼的特點(diǎn)，開展了在軋機(jī)軸承、石油鉆具軸承領(lǐng)域鋼的質(zhì)量特性和應(yīng)用技術(shù)研究。
采用EAF-LF-VD-CC流程工藝，通過降低粗煉鋼液的含氧量，LF精煉采用合適的精煉渣系和實(shí)施合理的脫氧制度，出鋼時(shí)加入足夠的強(qiáng)脫氧劑鋁，并利用VD真空脫氣和吹氬對鋼液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，連鑄采用全保護(hù)澆注一系列措施，可以生產(chǎn)出P、S含量分別穩(wěn)定控制在0.009%、0.003%以，氧含量小于10ppm；鋼材低倍檢驗(yàn)為一般疏松0～0.5級，中心疏松0.5～1.0級，偏析為0～0.5級，低倍組織致密、均勻，未發(fā)現(xiàn)肉眼可見的縮孔、裂紋、氣泡、夾雜、折疊、白點(diǎn)及有害夾雜物；非金屬夾雜物均勻、細(xì)小的潔凈度高的G55SiMoVA軸承鋼。中碳G55SiMoVA軸承鋼具有高強(qiáng)度、高沖擊韌性、高耐磨性能（見表1），使用于耐沖擊重載荷軸承制造領(lǐng)域，可以替代傳統(tǒng)滲碳軸承鋼。G55SiMoVA軸承鋼應(yīng)用于軋機(jī)軸承、石油鉆具軸承領(lǐng)域，規(guī)格大小差異和硬度差異要求需要對馬氏體淬火工藝進(jìn)行優(yōu)化，熱處理工藝參數(shù)見表2。熱處理結(jié)果表明工件具有變形小、尺寸穩(wěn)定性好、表面呈壓應(yīng)力狀態(tài)、不易產(chǎn)生磨削裂紋、沖擊韌性與斷裂韌性高等優(yōu)點(diǎn)。通過鋼的質(zhì)量特性改進(jìn)和熱處理工藝優(yōu)化，G55SiMoVA軸承鋼既可以應(yīng)用于大規(guī)格的軋機(jī)軸承領(lǐng)域，也可以應(yīng)用于小規(guī)格的鉆具軸承領(lǐng)域。
表1?G55SiMoVA鋼室溫力學(xué)性能
Rel(MPa) |
Rm（MPa） |
A(%) |
Z(%) |
Ak（J） |
KIC（MPa·m1/2） |
磨損量150min（mg） |
1850 |
2380 |
9 |
26 |
22 |
28 |
23 |
表2?熱處理工藝參數(shù)
工序名稱 |
加熱溫度/℃ |
保溫時(shí)間 |
冷卻 |
硬度 |
正火 |
860-890 |
30-40min |
空冷 |
HB≤229 |
退火 |
760-790 |
4-6h |
≤20℃/h冷卻到650℃出爐空冷 |
HB≤229 |
淬火 |
850-890 |
1.5min/mm |
油冷 |
軋機(jī)軸承：HRC≥58 鉆具軸承：?HRC≥55 |
回火 |
150-250 |
3-5h |
空冷 |
軋機(jī)軸承：HRC≥57 鉆具軸承：?HRC≥53 |
附加回火 |
120-200 |
3-5h |
空冷 |
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目前，軋機(jī)軸承向著大型、高速、長壽命方向發(fā)展。采用G55SiMoVA軸承鋼制造的軋機(jī)軸承外徑最大φ670mm，壁厚最大為30mm；熱處理后硬度控制在58～59HRC范圍，硬度均勻。軋機(jī)軸承先后在多家鋼廠使用，軸承壽命達(dá)到滲碳軸承鋼水平，部分替代進(jìn)口產(chǎn)品。
石油鉆具軸承工作過程中，條件惡劣，沖擊載荷較大，并有泥漿和細(xì)砂進(jìn)入，軸承很容易得不到潤滑而很快磨損失效；而且，鉆井地質(zhì)條件復(fù)雜多變；石油鉆具軸承熱處理后硬度通常在52-56HRC。采用G55SiMoVA鋼生產(chǎn)的石油鉆具軸承外徑為φ50mm～240mm，有效壁厚5mm～15mm，軸承產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于大型石油鉆具制造企業(yè)。