大规格轴承钢棒材近表面夹杂物超声检测与形成机理研究

摘要

大规格轴承钢棒材（直径≥50mm）通常在重载机械、高端装备等领域中得到了广泛的应用，其近表面夹杂物作为应力集中源，容易导致疲劳裂纹扩展。文中系统研究大规格轴承钢棒材近表面夹杂物的超声检测规律，优化检测参数以提升近表面夹杂物的检出率和定量精度；同时，对近表面夹杂物的尺寸、分布特征类型进行系统性的分析，揭示其形成机理。研究结果表明：运用50MHz高频液浸直探头结合回折扫查能有效检出尺寸≥5μm近表面夹杂物，检出率比常规超声检测提升；大规格轴承钢棒材近表面夹杂物分三类，尺寸多在5～30μm，TiN危害最大；其形成与冶炼等多环节相关，为了可以降低近表面夹杂物的含量，通过优化精炼渣碱度和RH真空脱气工艺可实现。