[发明专利]一种高速动车轴承滚动体用钢及其制造方法

权利要求书

1.一种高速动车轴承滚动体用钢，其特征在于：所述钢满足如下要求：

按GB/T 10561 A法检验微观非金属夹杂物，满足A类细系≤1.5；A类粗系≤1.0；B类细系≤1.0；B类粗系 ≤0.5；C类细系 = 0；C类粗系 = 0；D类细系≤0.5；D类粗系≤0.5；Ds类≤0.5；

按SEP 1927水浸高频探伤方法检验宏观缺陷，采用5级灵敏度检测，检测总体积≥5dm³，宏观夹杂物达到零缺陷；

按照JB/T10510-2005进行接触疲劳寿命试验，在室温：20℃±5℃和4.5GPa循环应力条件下，疲劳寿命试样块热处理质量符合GB/T34891-2017要求，接触疲劳额定寿命L₁₀≥2×10⁷次；

按照GB/T 1979对钢材低倍组织评级：中心疏松≤1.0级、一般疏松≤1.0级、锭型偏析≤1.0级，中心偏析≤1.0级，并且无缩孔、裂纹及皮下气泡；

所述钢的化学成分在国标GB/T18254中GCr15元素设计的基础上对有害元素及微量元素进行设置： Nb：0.03～0.06%，V：0.04～0.07%，Cu ：0.08～0.15%，Ni ：0.08～0.15%， S≤0.005%，P≤0.010%，Ti≤0.0010%，O≤0.0005%，H≤0.0002%，As≤0.007%，Sn≤0.005%，Sb≤0.005%，Pb≤0.0015%，其他元素满足国标GB/T18254中GCr15要求，余量为Fe及不可避免的杂质。

2.一种制造权利要求1所述的高速动车轴承滚动体用钢的方法，其特征在于：主要步骤如下:

步骤一、钢水冶炼：

（1.1）铁水预处理和初炼：在铁水预处理期间进行脱磷硫以及脱钛，在搅拌的作用下对铁水进行化学反应脱磷至P≤0.080%、脱硫至S≤0.010%、脱钛至Ti≤0.0050%；初炼过程通过吹入氧气并加入石灰石进一步除磷和钛， P≤0.010%、Ti≤0.0020%，控制初炼出钢时的终点碳≥0.12％，出钢温度≥1630℃，出钢时进行挡渣，在出钢过程中顺钢流先加入Al粒进行沉淀脱氧，再配加钢中所需的主要元素，将C配至0.90%～0.95%，Si配至0.15%～0.20%，Mn配至0.25%～0.30%，Cr配至1.40%～1.45%，Cu配至0.08～0.15%，Ni配至0.08～0.15%，待钢水出尽后进行钢包扒渣处理，扒除钢中上浮的各类有害夹杂物；

（1.2）精炼：在冶炼过程中，首先往钢水表面加入精炼渣覆盖钢水，钢包底部接通氩气，再将电极插入渣中进行埋弧通电，并且在通电时往钢水中加入CaO-SiO₂复合脱硫氧钛剂与钢中的S、O、Ti进行化学反应实现将钢中氧控制在0.0005%以下，钛控制在0.0010%以下，硫控制在0.005%以下，通电15min以上后，对钢水进行测温及取样分析，根据取样结果按照目标要求配加合金元素，再通电15min～20min后，通过电弧及底部氩气协同搅拌使钢水成分趋于均匀且深度脱氧、钛、硫及去除各类有害夹杂物，最后停止通电，调小钢包底部氩气流量至钢水不裸露为准，钢水软吹15min～20min，使有害夹杂物上浮得以去除；

（1.3）真空脱气：钢水在真空炉内真空脱气，真空炉最高真空度≤1.33mbar，保持钢水真空循环处理时间≥20min，将钢中氢控制在0.0002%以下，真空处理结束后，在钢包底部吹入氩气，控制氩气流量以钢水不裸露为准，钢水软吹≥15min；

步骤二、连铸：将步骤一获得的钢水浇铸成坯；

步骤三、轧制成中间坯：连铸坯入炉加热，出炉后先冲水除鳞去除表面氧化铁皮，并迅速降低连铸坯表面温度使低于心部温度100-200℃，再采用连续3道次往复翻转大压下轧制方式，3道次中每道次压下后将钢材翻转90°，三道次的压下量分别为25％～30％、10％～15％、25％～30％，最终轧制成截面为150mm×150mm～230mm×230mm的中间坯，中间坯在≥500℃时下线缓冷；

步骤四、连轧：中间坯开轧温度1000℃～1100℃，终轧温度830℃～850℃，轧成Φ20mm～Φ60mm的圆钢，圆钢穿过水箱水冷快速通过二次渗碳体沿晶界大量析出的温度区间：700-850℃，冷却到670℃以下，冷却速度是35-45℃/秒，然后堆缓冷，最终得到片状珠光体组织的产品。