GCr15轴承钢作为洁净钢的代表钢种之一,对钢中w(T[O])和夹杂物尺寸、分布等有着严格的要求。钢中的夹杂物破坏了钢基体的连续性,在交变应力的作用下易引起应力集中,恶化轴承钢的疲劳性能。氧质量分数是衡量钢中氧化物夹杂多少的一个重要指标。因此世界各国都努力将轴承钢w(T[O])控制在较低水平。
北京科技大学的学者利用实验室渣-钢平衡试验研究了高碱度精炼渣对GCr15轴承钢中w(T[O])和夹杂物的影响。结合试验结果和热力学分析,探讨了钢中w(T[O])、夹杂物尺寸分布和粒径大小的变化规律,以及氧化物夹杂的转变过程。研究结果表明,碱度为6时,精炼渣(59.4%CaO-24.8%Al2O3-9.8%SiO2-6%MgO)可将钢中w(T[O])控制在0.0006%以内,氧化物夹杂平均尺寸最小为2.26μm。随着钢中w([Ca])和w([Mg])的增加,钢中氧化物夹杂转变过程为Al2O3→MgO•Al2O3→MgO→CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物(核心为MgO,外围包裹着CaO-Al2O3)。渣-钢反应前期钢中以MgO•Al2O3为主,后期以MgO和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物为主。氧化物夹杂转变的试验结果与热力学分析结果相一致,大多数氧化物夹杂尺寸小于5μm。