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G55SiMoVA钢（化学成分）在轴承领域的新应用
针对中碳G55SiMoVA轴承钢的特点，开展了在轧机轴承、石油钻具轴承领域钢的质量特性和应用技术研究。
采用EAF-LF-VD-CC流程工艺，通过降低粗炼钢液的含氧量，LF精炼采用合适的精炼渣系和实施合理的脱氧制度，出钢时加入足够的强脱氧剂铝，并利用VD真空脱气和吹氩对钢液进行充分搅拌，连铸采用全保护浇注一系列措施，可以生产出P、S含量分别稳定控制在0.009%、0.003%以，氧含量小于10ppm；钢材低倍检验为一般疏松0～0.5级，中心疏松0.5～1.0级，偏析为0～0.5级，低倍组织致密、均匀，未发现肉眼可见的缩孔、裂纹、气泡、夹杂、折叠、白点及有害夹杂物；非金属夹杂物均匀、细小的洁净度高的G55SiMoVA轴承钢。中碳G55SiMoVA轴承钢具有高强度、高冲击韧性、高耐磨性能（见表1），使用于耐冲击重载荷轴承制造领域，可以替代传统渗碳轴承钢。G55SiMoVA轴承钢应用于轧机轴承、石油钻具轴承领域，规格大小差异和硬度差异要求需要对马氏体淬火工艺进行优化，热处理工艺参数见表2。热处理结果表明工件具有变形小、尺寸稳定性好、表面呈压应力状态、不易产生磨削裂纹、冲击韧性与断裂韧性高等优点。通过钢的质量特性改进和热处理工艺优化，G55SiMoVA轴承钢既可以应用于大规格的轧机轴承领域，也可以应用于小规格的钻具轴承领域。
表1 G55SiMoVA钢室温力学性能
Rel(MPa) |
Rm（MPa） |
A(%) |
Z(%) |
Ak（J） |
KIC（MPa·m1/2） |
磨损量150min（mg） |
1850 |
2380 |
9 |
26 |
22 |
28 |
23 |
表2 热处理工艺参数
工序名称 |
加热温度/℃ |
保温时间 |
冷却 |
硬度 |
正火 |
860-890 |
30-40min |
空冷 |
HB≤229 |
退火 |
760-790 |
4-6h |
≤20℃/h冷却到650℃出炉空冷 |
HB≤229 |
淬火 |
850-890 |
1.5min/mm |
油冷 |
轧机轴承：HRC≥58 钻具轴承： HRC≥55 |
回火 |
150-250 |
3-5h |
空冷 |
轧机轴承：HRC≥57 钻具轴承： HRC≥53 |
附加回火 |
120-200 |
3-5h |
空冷 |
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目前，轧机轴承向着大型、高速、长寿命方向发展。采用G55SiMoVA轴承钢制造的轧机轴承外径最大φ670mm，壁厚最大为30mm；热处理后硬度控制在58～59HRC范围，硬度均匀。轧机轴承先后在多家钢厂使用，轴承寿命达到渗碳轴承钢水平，部分替代进口产品。
石油钻具轴承工作过程中，条件恶劣，冲击载荷较大，并有泥浆和细砂进入，轴承很容易得不到润滑而很快磨损失效；而且，钻井地质条件复杂多变；石油钻具轴承热处理后硬度通常在52-56HRC。采用G55SiMoVA钢生产的石油钻具轴承外径为φ50mm～240mm，有效壁厚5mm～15mm，轴承产品已广泛应用于大型石油钻具制造企业。