摘要：采用原位分析方法对轴承钢连铸大方坯不同部位的偏析和疏松进行了分析;将原位分析与低倍组织分析结合起来，完整地体现铸坏试样的成分分布和组织特征。轴承钢同一铸坯断面中部的C、Si、Mn元素偏析程度大于边部。轴承钢铸坯边缘部位致密度和均匀性都好于中心部位,即相应的柱状晶区致密度高于等轴晶区。

　　关键词：轴承钢大方坯　 原位分析　 成分分布　 疏松

　　1 前言

　　随着国内工业的发展,轴承钢需求量日益增加,因此,提高轴承钢质量的研究对企业的发展,从市场需求来看起着非常关键的作用,轴承钢连铸大方坯的组织和成分分布对Z终产品产生关键影响。因此,生产厂家对轴承钢连铸坯的质量检验更为严格。

　　传统的钻样分析方法由于采样等条件的限制,不能进行较大范围内的成分分布分析。硫印和低倍观察虽然可直观地看到硫和碳的偏析情况,但结果不定量,而且其他元素的分布情况也无法得到。而原位统计分布分析技术(Originalposition statistic distribution　 analysis,OPA)(简称原位分析)是对被分析对象原始状态的化学成分和结构进行分析的一项技术,通过对无预燃、连续扫描激发火花放电所产生的光谱信号进行高速数据采集和解析,获得样品表面不同位置原始状态的化学成分以及表面结构信息,实现对被测样品的成分分布、缺陷判别和夹杂状态分析,是宏观和微观相结合的分析方法。

　　本文采用传统低倍检验分析轴承钢大方坯的凝固组织,同时采用原位分析技术对轴承钢连铸坯的偏析和疏松情况进行分析。

　　2 试验和分析

　　2.1 金属原位分析仪及其参数

　　分析系统为北京纳克分析仪器公司制造的OPA-100型金属原位分析仪。样品的测试方式为线性而扫描,沿x轴方向连续扫描,扫描速度为1mm/s,y方向为步进方式,间隔为4mm。具体试验参数如下:火花激发频率480Hz,激发电容7.0uF,激发电阻6.0Ω,火花间隙2.0mm,氩气纯度99.999% ,氩气流量80ml/s,电极材料为45度顶角纯钨电极,直径3mm。信号采集速度为100kHz/通道。工作曲线的制作和分析结果的处理采用OPA一100软件进行。

　　2.2 轴承钢大方坯生产工艺简述与试样制备

　　试验所用轴承钢的主要成分见表1。轴承钢钢水以转炉生产,LF+ RH精炼,大包容量120t。LF炉和RH公称容量均为130t,大方坯连铸机主要参数为:一机六流浇注,铸机半径12m;弧形结晶器长度850mm,液压振动,结晶器电磁搅拌;冶金长度34m,液面自动控制,轻压下;火焰切割;生产铸坯规格280mm×380mm。

表1　 轴承钢(GCr15)成分/%