【新刊速览】宋光洁：102Cr17Mo轴承钢铸坯夹杂物及碳化物解析(1. 上海大学材料科学与工程学院先进凝固技术中心， 上海 200444；2. 上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室， 上海 200444；3. 浙山钢铁有限公司， 浙江 丽水 323000；

　　102Cr17Mo钢属于高碳高铬马氏体不锈钢，钢中夹杂物及碳化物的形貌及分布对其性能有重要影响。依托于某厂La-Ce复合稀土改质的102Cr17Mo模铸坯，用光学显微镜、扫描电镜、夹杂物三维腐刻、Thermo-calc软件对其进行解析。结果表明，在102Cr17Mo铸坯中，夹杂物的等效直径集中分布在1～3 μm，夹杂物数量密度集中分布在47～54 个/mm2，夹杂物面积占比分布在0.025 3%～0.028 4%；夹杂物的整体尺寸较小，分布弥散化，不同部位的夹杂物数量密度、面积比例差距较小；夹杂物主要成分为氧、铝、铈、镧和其他等少量元素，夹杂物类型包括稀土氧化物Ce-La-Al-O、稀土氧硫化物Ce-La-Al-O-S，未发现单独存在的Al2O3夹杂和MnS夹杂。铸坯中碳化物形貌主要分为3类，即大颗粒状碳化物、聚集状碳化物、网状碳化物。大颗粒状碳化物尺寸约为20 μm，所含主要元素为铁、铬、碳和钼，聚集状碳化物尺寸约达100 μm，所含主要元素为铁、铬、钼和碳，网状碳化物尺寸约为80 μm，所含主要元素为铁、铬、钼和碳。从边部到心部，碳化物的连续性逐渐增加；铸坯中的碳化物相主要为亮白色富含铌元素的MC相、深灰色富铬和铁的块状M7C3型碳化物、浅灰色富含铬和铁的M23C6型碳化物，在M7C3碳化物中，铬、铁、钼元素的质量分数分别为62％、28％、1％，铬、铁元素的质量比为2.2；在M23C6碳化物中，铬、铁、钼元素的质量分数分别为55％、37％、2％，铬、铁元素的质量比为1.5。

　　102Cr17Mo是美标440系列马氏体型轴承钢，含有大量的碳元素和铬元素，是制作轴承套圈及滚动体用的高碳高铬轴承钢，淬火后具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性能，与95Cr18轴承钢相比，提高了碳含量和钼含量，具有更好的淬透性和回火稳定性。主要用于在海洋性腐蚀环境和无润滑强氧化中工作的轴承、不锈切片机械刃具及剪切刀具、手术刀片。

　　高碳高铬马氏体轴承钢中的夹杂物及碳化物是影响其性能的关键因素，徐斌等通过对30Cr13马氏体型轴承钢分析，发现铸坯中均为细小柱状晶，无明显等轴晶区域，铸坯组织以铁素体相和碳化物为主，碳化物尺寸为1.0～3.0 μm，钢中夹杂物为CaO-SiO2-MgO三元组分；DENNIS W H研究发现，9Cr18Mo轴承钢中碳化物主要以M7C3型和M23C7型为主，碳化物中金属元素与碳元素的原子比分别为2.33和3.83，但对钢中夹杂物没有深入研究；孙慎宏在对于高碳铬马氏体轴承钢的研究中发现，钢轧后高温下易析出二次碳化物形成网状碳化物和共晶碳化物，碳化物颗粒粗大不均匀，易出现劈头、角裂和表裂等现象，对钢中夹杂物、碳化物的组织形貌没有理论性的分析总结。金磊利用扫描电镜及能谱分析，对G95Cr18钢进行了夹杂物检测，发现夹杂物成分主要以稀土、氧、铝含量为主，非金属夹杂物以氧化铝夹杂和稀土夹杂的复合夹杂物为主，这显著降低了钢的塑性、韧性和疲劳寿命。

　　102Cr17Mo轴承钢的性能在工业上与9Cr18Mo钢、95Cr18钢相似，目前，国内外对102Cr17Mo高碳高铬马氏体型轴承钢的研究较少，对其认识也有待进一步深入。本文选取某钢厂生产的102Cr17Mo轴承钢，对其铸坯中夹杂物和碳化物的分布、形貌、成分等进行了解析，寻找夹杂物及碳化物在铸坯中的分布规律，为更好地控制钢中夹杂物的生成指明准确的方向，为改善高碳高铬马氏体轴承钢中的夹杂物和碳化物提供指导。

　　1)某厂稀土改质的102Cr17Mo模铸坯夹杂物检测显示：铸坯中夹杂物平均等效直径集中分布在1～3 μm，夹杂物数量密度为47～54 个/mm2，夹杂物面积占比为0.025 3%～0.028 4%；夹杂物主要成分为氧、铝、铈、镧和其他少量元素，夹杂物类型包括稀土氧化物Ce-La-Al-O、稀土氧硫化物Ce-La-Al-O-S，未发现单独存在的Al2O3夹杂和MnS夹杂。

　　2)铸坯中碳化物形貌主要分为3类：大颗粒状碳化物、聚集状碳化物爱游戏官方网站、网状碳化物。大颗粒碳化物尺寸约为20 μm，所含主要元素为铁、铬、碳和钼，聚集状碳化物尺寸约为100 μm，所含主要元素为铁、铬、钼和碳，网状碳化物尺寸约为80 μm，所含主要合金元素为铁、铬、钼和碳。从边部到心部，碳化物的连续性逐渐增加，碳化物的相主要为：亮白色富含铌元素的MC相、深灰色富铬和铁的块状M7C3型碳化物、浅灰色富含铬和铁的M23C6型碳化物。在M7C3碳化物中，铬、铁、钼元素的质量分数分别为62％、28％、1％，铬、铁元素的质量比为2.2；在M23C6碳化物中，铬、铁、钼元素的质量分数分别为55％、37％、2％，铬、铁元素的质量比值为1.5。