一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法及其应用，属于金属制品生产技术领域。

背景技术

高品质轴承钢多用于制造精密钢球等滚动体，其中夹杂物、碳化物等硬质第二相的数量、形态、尺寸等参数，显著影响了滚动体的疲劳寿命、压碎载荷、耐腐蚀等性能。大量学者研究了氧化物夹杂、碳化物颗粒与滚动体疲劳寿命之间的关系。当前轴承钢生产企业采用合适的冶炼设备及连铸工艺，可以将轴承钢中氧含量稳定降低到8ppm以下，使钢中氧化物夹杂数量大为减少，再经过合适的高温扩散处理，使滚动体寿命大幅提高。但另一方面，采用电渣重熔方法生产的轴承钢，虽然氧含量达到18ppm，制造的滚动体疲劳寿命仍是连铸生产的8ppm氧含量轴承钢L

因此，轴承钢的生产过程中，需要有专门的控制手段来优化硬质第二相，通过柔性化的控制方法，获得希望的夹杂物形态和碳化物状态，降低硬质第二相对轴承钢的危害，提高产品质量。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，通过控制轴承钢生产过程参数，获得良好的夹杂物、碳化物形态、尺寸及数量，使产品能够满足下游用户稳定、高效生产高疲劳寿命滚动体的要求。通过合适的冶金工艺，得到合适的夹杂物数量及类型；通过中间开坯和扩散工艺，使夹杂物性质、形态发生转变；通过轧制工艺参数控制，抑制夹杂物和碳化物的复合析出，最终得到良好的产品质量。

同时，本发明提供一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法获得的线材在滚动体中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，包括如下步骤：

1）成分控制：

轴承钢化学成分重量百分数为C：0.95-1.05%，Mn：0.25~0.45%，Si：0.15~0.35%，S：0.01~0.025%，P：≤0.025%，Ti：≤0.002%，Ni：≤0.30%，Mo：≤0.10%，Cu：≤0.25%，其余为Fe及微量杂质。

对于S含量的控制，S含量过低时，硫化物不会形成以氧化物、氮化物为核心的形态，只能形成独立的硫化物。S含量过高时，形成的硫化物级别过高，恶化疲劳性能，同时硫化物在枝晶间位置与碳元素发生共晶反应，导致形成大尺寸的共晶碳化物，同样恶化疲劳性能。

硫化物级别过高是指硫化物数量多、尺寸大，按照《GB/T 10561 钢中非金相夹杂物含量的测定》方法，检测出的硫化物夹杂物级别高。

对于Ti含量的控制，主要是为了避免形成大颗粒的钛夹杂物。

2）冶炼控制：

通过合适的转炉出钢及合金化（首先要求装入转炉的铁水，C含量在3.7-4.5%，Si含量在0.2-0.5%，Mn含量0.2-0.3%，其余元素越低越好。铁水进入转炉后，采用氧枪吹700-1000秒，拉碳温度控制在1560-1670℃。在转炉冶炼过程中，加入适当的石灰、萤石、白云石、氧化铁皮球等，确保转炉渣成分：CaO：45-55%，SiO

钢水成分：C：0.89-0.95%，Si：0.10-0.15%，Mn：0.27-0.32%，P：0.0087-0.0109%，S：0.005-0.01%，Al：0.0086-0.0559%，Ti：0.0007-0.0074%，Cr：1.33-1.43%，其余为Fe及微量杂质。

钢水温度为：1505-1570℃。LF精炼工序通过合适的造渣工艺（LF精炼开始时，加入合成渣500Kg（合成渣主要包括48~50%CaO、34~35%Al

LF精炼后，钢水进入到RH工位继续进行精炼，RH真空处理循环时间40-50min，真空度50-100Pa，进一步去除钢水中的夹杂物和脱气。

整个冶炼过程严禁钙处理，即LF精炼过程钢水中不加入钙线。

通过上述冶炼处理并连铸（RH真空处理后的钢包进入连铸机后，采用0.65~0.8m/min的拉速进行生产，中间包温度控制在1475-1500℃，并在结晶器内加入保护渣。结晶器采用电磁搅拌，电流设置为480~520A，频率2.35~2.45Hz。对于二冷水量，总水量控制在100-130L/min，并在末端采用动态轻压下，总压下量控制在8.5-11mm）成钢坯后，连铸坯中第二相有以下类型：1）夹杂物，分以下几类：①Ti(C,N)类夹杂物，带棱角，呈橘红色，少量单独出现，多数与MnS相伴出现；Ti(C,N)即为TiA，其中A包括C和/或N。②MnS类夹杂物，MnS类夹杂物主要以2种形式存在：块状的纯MnS、以其它夹杂物（多为氧化物）为核心的MnS。③氧化物类夹杂物，主要是少量的镁铝尖晶石夹杂物、大量的氧化铝+钙铝酸盐+硫化物复合夹杂物2种类型。2）碳化物，分以下几类：①枝晶间的颗粒状共晶碳化物。②粗大的沿晶网状碳化物。

保护渣随着钢坯连铸持续被消耗，因此要根据现场实际消耗情况持续加入，保持钢水不裸露，一般消耗量在0.2-1.0Kg/t（每吨钢水消耗保护渣0.2-1.0Kg）。结晶器保护渣成分主要包括：35%SiO

3）高温扩散及开坯：

连铸坯经过缓冷，或直接热装进行高温扩散，各段温度控制如下：

预热段：温度≤900℃，时间≥180min；

加热段：温度1200-1250℃，时间100-120min；

均热段：温度1250-1270℃，时间60-90min。

高温扩散的主要作用是溶解碳化物，足够的高温扩散温度和时间，用来保证碳化物第二相颗粒的溶解，降低其对疲劳寿命的影响。经过高温扩散后（高温扩散在炉内完成，扩散完毕后直接经过辊道进入开坯机进行6道次大压下，开轧时钢坯温度在1180~1230℃。随着开坯的进行，钢坯温度逐步降低，开坯完成后钢坯温度为1060-1100℃），采用6道次大压下，轧制成160×160mm断面的热轧坯。为保证钢坯心部区域的压下效果，各道次压下工艺如下所示：

道次1：槽口宽度B：320mm；槽底宽度b：285mm；高度h：160mm；

道次2：槽口宽度B：256mm；槽底宽度b：220mm；高度h：160mm；

道次3：槽口宽度B：226mm；槽底宽度b：190mm；高度h：160mm；

道次4：槽口宽度B：201mm；槽底宽度b：170mm；高度h：160mm；

道次5：槽口宽度B：175mm；槽底宽度b：155mm；高度h：160mm；

道次6：槽口宽度B：162mm；槽底宽度b：157mm；高度h：160mm。

通过上述高温扩散处理并轧制成热轧坯后，钢坯中第二相有以下类型：1）夹杂物，分以下几类：①Ti(C,N)类夹杂物，少数单独析出的大块状Ti(C,N)夹杂物基本已经破碎，多数与MnS相伴出现的Ti(C,N)未发生变形。②MnS类夹杂物，MnS类夹杂物均成为长条状，部分MnS与氧化物、Ti(C,N)夹杂相伴出现。③氧化物类夹杂物，主要是镁铝尖晶石、氧化铝+钙铝酸盐+硫化物复合2种类型，多数被MnS夹杂物包裹。2）碳化物：①枝晶间的颗粒状共晶碳化物已经全部固溶到基体中。②晶界位置析出网状碳化物，厚度＜0.5μm。

4）热轧坯加热：

热轧坯经过加热后进行轧制，热轧坯加热时各段温度控制如下：

预热段：温度≤800℃，时间60-70min；

加热段：温度1150-1210℃，时间30-40min；

均热段：温度1190-1230℃，时间30-40min。

热轧坯中的各类第二相颗粒，冷却后再次进行加热保温，会再次发生变化，主要表现在：①基体中小颗粒Ti(C,N)数量增加，开坯中Ti(C,N)破碎导致的基体空洞，经过再次高温加热并轧制后弥合。与MnS相伴的Ti(C,N)进一步被MnS包裹，降低其危害程度。②热轧坯中条状MnS经过加热保温，会在薄弱处断开并趋于球状，最终成为一个个孤立的MnS颗粒。以氧化物夹杂为核心的MnS则趋向于成为球形外壳，并且外壳的Ca含量进一步升高，最终变成CaS-MnS复合夹杂。③热轧坯经过加热保温后，几乎所有氧化物夹杂均与MnS相伴出现。大多数氧化物夹杂较小，被MnS夹杂包裹；少量氧化物夹杂较大，与MnS各占部分比例。

经过上述处理，热轧坯中的碳化物第二相颗粒几乎全部固溶，夹杂物第二相颗粒多数被硫化物包裹，显著降低了硬质第二相对疲劳寿命的危害。纯脆性第二相颗粒、硫化物包裹的第二相颗粒，轧制成线材后，经过拉拔、冷镦工序制成滚动体。可见经过硫化物包裹后，能够显著降低线材变形过程中第二相颗粒对基体的损伤。

5）线材轧制：

线材轧制的控制要点：1）进精轧温度850-880℃、进减定径温度850-880℃、吐丝温度780-810℃，各段水箱通过合适的喷嘴+恢复段，达到上述温度范围。要求精轧前至少有2段穿水箱，每个水箱喷嘴数量≥10个，整个精轧前水冷段长度≥40m；精轧与减定径之间至少有3段穿水箱，每个水箱喷嘴数量≥10个，整个精轧前水冷段长度≥50m；减定径与吐丝机之间至少有2段穿水箱，每个水箱喷嘴数量≥10个，整个精轧前水冷段长度≥20m。进行生产时，要求冷却水温≤35℃，冷却喷嘴压力≥0.5MPa，反吹喷嘴全部打开，压力≥0.5MPa。冷却喷嘴根据实际温度来控制水流量，要求优先开启靠近加热炉侧的喷嘴，靠近吐丝机侧的喷嘴采用小流量或者关闭。

线材轧制的主要目的是使轧材心部在低温状态下变形，通过合适的水箱喷嘴冷却和足够的恢复段，使轧材心部温度始终处于低温，避免析出粗大的碳化物第二相。同时较低的变形温度增强了钢基体的强度，进一步降低硬质夹杂物第二相的危害。此时多数硬质夹杂物被硫化物包裹，变形过程中能够与基体协同变形，形成孔隙的危害性急剧降低。

线材中，氧化物、硫化物伴生第二相颗粒数量与[纯氧化物颗粒和Ti(C,N) 颗粒总数量]的比例为（1.52~2.09）：1。

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法获得的线材在滚动体中的应用，线材经过拉拔、冷镦工序制成滚动体。

一种滚动体，由本发明的一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法获得的线材制成。

本发明冶炼控制：通过合适的转炉出钢、LF造渣、RH及连铸工艺，得到期望的第二相类型。高温扩散及开坯：通过适当的高温扩散工艺溶解碳化物第二相，降低其对疲劳寿命的影响。经过高温扩散后，采用6道次轧制成160×160mm断面的热轧坯，得到期望的夹杂物第二相类型。热轧坯加热工艺：经过热轧坯加热工艺，热轧坯中的碳化物第二相颗粒几乎全部固溶，夹杂物第二相颗粒多数被硫化物包裹，显著降低了硬质第二相对疲劳寿命的危害。线材轧制控制：通过控制轧材心部在低温状态下变形，避免析出粗大的碳化物第二相。同时较低的变形温度增强了钢基体的强度，进一步降低硬质夹杂物第二相的危害。此时多数硬质夹杂物被硫化物包裹，变形过程中能够与基体组织同步变形。

与目前常规控制方法获得的轴承钢盘条相比，本发明有益效果如下：通过柔性化控制，降低了硬质第二相划伤基体的概率，获得低危害的基体组织，制造成滚动体后进行滚动接触疲劳寿命测试，在最大接触应力4.5GPa载荷下，L

附图说明

图1是本发明热轧坯加热时，与MnS相伴的Ti(C,N)颗粒进一步被MnS包裹的微观组织图；

图2为本发明热轧坯中长条形MnS的微观组织图；

图3为图2中长条形MnS经过加热最终变成CaS-MnS复合夹杂颗粒的微观组织图；

图4是本发明氧化物被硫化物包裹的颗粒的微观组织图；

图5是本发明氧化物与硫化物各占比例的颗粒的微观组织图；

图6是未经过硫化物包裹，线材冷镦变形第二相的形态图；

图7是本发明经过硫化物包裹，线材冷镦变形第二相的形态图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，φ10mm规格，包括成分控制、冶炼控制、高温扩散及开坯控制、热轧坯加热控制和线材轧制控制，其生产步骤如下：

1）成分控制：轴承钢化学成分重量百分数为C：1.0%，Mn：0.35%，Si：0.25%，S：0.015%，P：0.012%，Ti：0.002%，Ni：0.02%，Mo：0.01%，Cu：0.02%，其余为Fe及微量杂质。

2）冶炼控制：LF终渣成分：CaO：46%，SiO

通过合适的转炉出钢及合金化使钢水成分符合以下内容，得到如下成分及温度的钢水，做为LF精炼处理的前期保障。

转炉出钢及合金化的工艺为：装入转炉的铁水，要求C含量在4.0%，Si含量在0.4%，Mn含量在0.25%，其余元素不做要求；铁水进入转炉后，采用氧枪吹850秒，拉碳温度控制在1600℃；在转炉冶炼过程中，加入石灰、萤石、白云石、氧化铁皮球中的一种或几种，确保转炉渣成分：CaO：50%，SiO

钢水成分：C：0.90%，Si：0.12%，Mn：0.30%，P：0.0095%，S：0.008%，Al：0.023%，Ti：0.005%，Cr：1.40%，其余为Fe及微量杂质；钢水温度为：1550℃。LF精炼通过造渣工艺（造渣工艺为：LF精炼开始时，加入合成渣500Kg、石灰100Kg、碳化钙50Kg和硅铁粉100Kg，然后通过现场观察渣料的颜色、稀稠度进行微调，最终得到白渣，即终渣），得到终渣，终渣成分如下：CaO：44%，SiO

RH真空处理后的钢包进入连铸机，采用0.7m/min的拉速进行生产，中间包温度控制在1490℃，并在结晶器内加入保护渣（保护渣消耗量为：每吨钢水消耗保护渣0.5Kg；保护渣成分包括：35%SiO

连铸坯中第二相有以下类型：1）夹杂物，分以下几类：①Ti(C,N)类夹杂物，带棱角，呈橘红色，少量单独出现，多数与MnS相伴出现。②MnS类夹杂物，MnS类夹杂物主要以2种形式存在：块状的纯MnS、以其它夹杂物（多为氧化物）为核心的MnS。③氧化物类夹杂物，主要是少量的镁铝尖晶石夹杂物、大量的氧化铝+钙铝酸盐+硫化物复合夹杂物2种类型。2）碳化物，分以下几类：①枝晶间的颗粒状共晶碳化物。②粗大的沿晶网状碳化物。

3）高温扩散及开坯：预热段温度850℃，保温180min；加热段温度1230℃，保温120min；均热段温度1260℃，保温70min。经过6道次开坯，轧制成160mm断面的热轧坯。

高温扩散完毕后直接经过辊道进入开坯机进行6道次大压下，开轧时钢坯温度在1200℃；随着开坯的进行，钢坯温度逐步降低，开坯完成后钢坯温度为1080℃，采用6道次大压下，轧制成160×160mm断面的热轧坯；

采用6道次大压下的各道次压下工艺如下：

道次1：槽口宽度B：320mm；槽底宽度b：285mm；高度h：160mm；

道次2：槽口宽度B：256mm；槽底宽度b：220mm；高度h：160mm；

道次3：槽口宽度B：226mm；槽底宽度b：190mm；高度h：160mm；

道次4：槽口宽度B：201mm；槽底宽度b：170mm；高度h：160mm；

道次5：槽口宽度B：175mm；槽底宽度b：155mm；高度h：160mm；

道次6：槽口宽度B：162mm；槽底宽度b：157mm；高度h：160mm。

通过上述高温扩散处理并轧制成热轧坯后，钢坯中第二相有以下类型：1）夹杂物，分以下几类：①Ti(C,N)类夹杂物，少数单独析出的大块状Ti(C,N)夹杂物基本已经破碎，多数与MnS相伴出现的Ti(C,N)未发生变形。②MnS类夹杂物，MnS类夹杂物均成为长条状，部分MnS与氧化物、Ti(C,N)夹杂相伴出现。③氧化物类夹杂物，主要是镁铝尖晶石、氧化铝+钙铝酸盐+硫化物复合2种类型，多数被MnS夹杂物包裹。2）碳化物：①枝晶间的颗粒状共晶碳化物已经全部固溶到基体中。②晶界位置析出网状碳化物，厚度＜0.5μm。

4）热轧坯加热：预热段温度750℃，保温60min；加热段温度1190℃，保温40min；均热段温度1220℃，保温30min。

热轧坯中的各类第二相颗粒，冷却后再次进行加热保温，会再次发生变化，主要表现在：①基体中小颗粒Ti(C,N)数量增加，开坯中Ti(C,N)破碎导致的基体空洞，经过再次高温加热并轧制后弥合。与MnS相伴的Ti(C,N)进一步被MnS包裹，降低其危害程度，如图1所示。②热轧坯中条状MnS经过加热保温，会在薄弱处断开并趋于球状，最终成为一个个孤立的MnS颗粒。以氧化物夹杂为核心的MnS则趋向于成为球形外壳，并且外壳的Ca含量进一步升高，最终变成CaS-MnS复合夹杂，如图2~图3所示。③热轧坯经过加热保温后，几乎所有氧化物夹杂均与MnS相伴出现。大多数氧化物夹杂较小，被MnS夹杂包裹；少量氧化物夹杂较大，与MnS各占部分比例，如图4~图5所示。采用FEI夹杂物扫描分析仪，对氧化物、MnS尺寸及占比情况进行统计，如下表1所示。

表1 扫描分析结果

由表1可知，氧化物被硫化物包裹的颗粒的数量越高越好。对于疲劳寿命的危害，第二相总数量确定的情况下，纯硫化物第二相＜氧化物被硫化物包裹的第二相颗粒＜氧化物与硫化物各占比例的第二相颗粒＜纯氧化物、Ti(C,N)、碳化物第二相。如本试验中扫描到2335个夹杂物（碳化物第二相几乎已经被全部消除），氧化物、硫化物伴生颗粒数量为1124个，纯氧化物颗粒和Ti(C,N) 颗粒数量分别为387、151个，氧化物、硫化物伴生颗粒数量与纯氧化物颗粒和Ti(C,N) 颗粒总数量的比例为1124/538=2.09。本发明降低了纯氧化物颗粒和Ti(C,N) 颗粒的硬质第二相的数量，氧化物、硫化物伴生颗粒数量与纯氧化物颗粒和Ti(C,N) 颗粒总数量的比例≥1.5，即可获得良好的疲劳寿命。在对比例1中即为大部分氧化物和Ti(C,N)均未与硫化物伴生，导致疲劳寿命降低的例子。

5）线材轧制：入精轧机850℃，入减定径880℃，吐丝温度790℃。开启精轧前第1、2段水箱，精轧与减定径间的1、2、3段水箱，以及减定径与吐丝机前的1、2段水箱。所有水箱均开前5个喷嘴，冷却水温30℃，喷嘴压力0.6MPa，反吹喷嘴全部打开，气体压力0.6MPa。

本实施例中，各段水箱通过喷嘴+恢复段的控制，使线材进精轧温度达到850℃、进减定径温度达到880℃、吐丝温度达到790℃。

经过上述处理，热轧坯中的碳化物第二相颗粒几乎全部固溶，夹杂物第二相颗粒多数被硫化物包裹，显著降低了硬质第二相对疲劳寿命的危害。纯脆性第二相颗粒、硫化物包裹的第二相颗粒，轧制成线材后，经过拉拔、冷镦工序制成滚动体，形貌如图6~图7所示。可见经过硫化物包裹后，能够显著降低线材变形过程中第二相颗粒对基体的损伤。

图6中，硬质的氧化物颗粒没有被硫化物包裹，在钢材的冷镦变形和拉拔变形中，氧化物颗粒破碎成串状，并划伤了基体，形成孔洞，是导致早期疲劳失效的源头，降低了材料的疲劳寿命。图7中，硬质氧化物颗粒被硫化物包裹，在钢材的变形中，硫化物保护了氧化物颗粒不破碎，对钢基体造成的危害较小，提高了疲劳寿命。

线材经过拉拔、冷镦工序制成滚动体。

一种滚动体，由本实施例的一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法获得的线材制成。

实施例2

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，φ12mm规格，包括成分控制、冶炼控制、高温扩散及开坯控制、热轧坯加热控制和线材轧制控制，其生产步骤如下：

1）成分控制：轴承钢化学成分重量百分数为C：1.01%，Mn：0.34%，Si：0.25%，S：0.012%，P：0.011%，Ti：0.002%，Ni：0.02%，Mo：0.01%，Cu：0.02%，其余为Fe及微量杂质。

2）冶炼控制：LF终渣成分：CaO：44%，SiO

通过合适的转炉出钢及合金化使钢水成分符合以下内容，得到如下成分及温度的钢水，做为LF精炼处理的前期保障。

转炉出钢及合金化的工艺为：装入转炉的铁水，要求C含量在4.2%，Si含量在0.3%，Mn含量在0.22%，其余元素不做要求；铁水进入转炉后，采用氧枪吹800秒，拉碳温度控制在1650℃；在转炉冶炼过程中，加入石灰、萤石、白云石、氧化铁皮球中的一种或几种，确保转炉渣成分：CaO：55%，SiO

钢水成分：C：0.92%，Si：0.13%，Mn：0.29%，P：0.01%，S：0.006%，Al：0.035%，Ti：0.006%，Cr：1.37%，其余为Fe及微量杂质；钢水温度为：1530℃。LF精炼通过造渣工艺（造渣工艺为：LF精炼开始时，加入合成渣500Kg、石灰100Kg、碳化钙50Kg和硅铁粉100Kg，然后通过现场观察渣料的颜色、稀稠度进行微调，最终得到白渣，即终渣），得到终渣，终渣成分如下：CaO：51%，SiO

RH真空处理后的钢包进入连铸机，采用0.7m/min的拉速进行生产，中间包温度控制在1495℃，并在结晶器内加入保护渣（保护渣消耗量为：每吨钢水消耗保护渣0.6Kg；保护渣成分包括：35%SiO

高温扩散完毕后直接经过辊道进入开坯机进行6道次大压下，开轧时钢坯温度在1200℃；随着开坯的进行，钢坯温度逐步降低，开坯完成后钢坯温度为1080℃，采用6道次大压下，轧制成160×160mm断面的热轧坯；

采用6道次大压下的各道次压下工艺如下：

道次1：槽口宽度B：320mm；槽底宽度b：285mm；高度h：160mm；

道次2：槽口宽度B：256mm；槽底宽度b：220mm；高度h：160mm；

道次3：槽口宽度B：226mm；槽底宽度b：190mm；高度h：160mm；

道次4：槽口宽度B：201mm；槽底宽度b：170mm；高度h：160mm；

道次5：槽口宽度B：175mm；槽底宽度b：155mm；高度h：160mm；

道次6：槽口宽度B：162mm；槽底宽度b：157mm；高度h：160mm。

4）热轧坯加热：预热段温度760℃，保温60min；加热段温度1190℃，保温40min；均热段温度1220℃，保温30min。

5）线材轧制：入精轧机850℃，入减定径880℃，吐丝温度780℃。开启精轧前第1、2段水箱，精轧与减定径间的1、2、3段水箱，以及减定径与吐丝机前的1、2段水箱。所有水箱均开前5个喷嘴，冷却水温30℃，喷嘴压力0.7MPa，反吹喷嘴全部打开，气体压力0.7MPa。

线材经过拉拔、冷镦工序制成滚动体。

一种滚动体，由本实施例的一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法获得的线材制成。

实施例3

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，包括以下步骤：

步骤一，成分控制：轴承钢化学成分重量百分数为C：0.95%，Mn：0.25%，Si：0.15%，S：0.01%，P：0.025%，Ti：0.001%，Ni：0.30%，Mo：0.10%，Cu：0.25%，其余为Fe及微量杂质；

步骤二，冶炼控制：通过转炉出钢及合金化，得到如下成分及温度的钢水，做为LF精炼处理的前期保障；

转炉出钢及合金化的工艺为：装入转炉的铁水，要求C含量在3.7%，Si含量在0.2%，Mn含量在0.2%，其余元素不做要求；铁水进入转炉后，采用氧枪吹700秒，拉碳温度控制在1560℃；在转炉冶炼过程中，加入石灰、萤石、白云石、氧化铁皮球中的一种或几种，确保转炉渣成分：CaO：45%，SiO

钢水成分：C：0.89%，Si：0.10%，Mn：0.27%，P：0.0087%，S：0.005%，Al：0.0086%，Ti：0.0007%，Cr：1.33%，其余为Fe及微量杂质；钢水温度为：1505℃。LF精炼通过造渣工艺（造渣工艺为：LF精炼开始时，加入合成渣500Kg、石灰100Kg、碳化钙50Kg和硅铁粉100Kg，然后通过现场观察渣料的颜色、稀稠度进行微调，最终得到白渣，即终渣），得到终渣，终渣成分如下：CaO：40%，SiO

LF精炼后，钢水进入到RH工位继续进行精炼，RH真空处理循环时间40min，真空度50Pa；

RH真空处理后的钢包进入连铸机，采用0.65m/min的拉速进行生产，中间包温度控制在1475℃，并在结晶器内加入保护渣（保护渣消耗量为：每吨钢水消耗保护渣0.2Kg；保护渣成分包括：35%SiO

步骤三，高温扩散及开坯：连铸坯进行高温扩散，各段温度控制如下：

预热段：温度900℃，时间180min；

加热段：温度1200℃，时间100min；

均热段：温度1250℃，时间60min；

扩散完毕后直接经过辊道进入开坯机进行6道次大压下，开轧时钢坯温度在1180℃；随着开坯的进行，钢坯温度逐步降低，开坯完成后钢坯温度为1060℃，采用6道次大压下，轧制成160×160mm断面的热轧坯；

采用6道次大压下的各道次压下工艺如下：

道次1：槽口宽度B：320mm；槽底宽度b：285mm；高度h：160mm；

道次2：槽口宽度B：256mm；槽底宽度b：220mm；高度h：160mm；

道次3：槽口宽度B：226mm；槽底宽度b：190mm；高度h：160mm；

道次4：槽口宽度B：201mm；槽底宽度b：170mm；高度h：160mm；

道次5：槽口宽度B：175mm；槽底宽度b：155mm；高度h：160mm；

道次6：槽口宽度B：162mm；槽底宽度b：157mm；高度h：160mm。

步骤四，热轧坯加热：热轧坯经过加热后进行轧制，热轧坯加热时各段温度控制如下：

预热段：温度800℃，时间60min；

加热段：温度1150℃，时间30min；

均热段：温度1190℃，时间30min；

步骤五，线材轧制：

线材轧制的控制要点：进精轧温度850℃、进减定径温度850℃、吐丝温度780℃，各段水箱通过喷嘴+恢复段，达到上述温度，获得线材。要求精轧前有2段穿水箱，每个水箱喷嘴数量10个，整个精轧前水冷段长度40m；精轧与减定径之间有3段穿水箱，每个水箱喷嘴数量10个，整个精轧前水冷段长度50m；减定径与吐丝机之间有2段穿水箱，每个水箱喷嘴数量10个，整个精轧前水冷段长度20m；进行生产时，要求冷却水温35℃，冷却喷嘴压力0.5MPa，反吹喷嘴全部打开，压力0.5MPa。

线材经过拉拔、冷镦工序制成滚动体。

一种滚动体，由本实施例的一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法获得的线材制成。

实施例4

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，包括以下步骤：

步骤一，成分控制：轴承钢化学成分重量百分数为C：1.05%，Mn：0.45%，Si：0.35%，S：0.025%，P：0.01%，Ti：0.001%，Ni：0.20%，Mo：0.03%，Cu：0.10%，其余为Fe及微量杂质；

步骤二，冶炼控制：通过转炉出钢及合金化，得到如下成分及温度的钢水，做为LF精炼处理的前期保障；

转炉出钢及合金化的工艺为：装入转炉的铁水，要求C含量在4.5%，Si含量在0.5%，Mn含量在0.3%，其余元素不做要求；铁水进入转炉后，采用氧枪吹1000秒，拉碳温度控制在1670℃；在转炉冶炼过程中，加入石灰、萤石、白云石、氧化铁皮球中的一种或几种，确保转炉渣成分：CaO：55%，SiO

钢水成分：C：0.95%，Si：0.15%，Mn：0.32%，P：0.0109%，S：0.01%，Al：0.0559%，Ti：0.0074%，Cr：1.43%，其余为Fe及微量杂质；钢水温度为：1570℃。LF精炼通过造渣工艺（造渣工艺为：LF精炼开始时，加入合成渣500Kg、石灰100Kg、碳化钙50Kg和硅铁粉100Kg，然后通过现场观察渣料的颜色、稀稠度进行微调，最终得到白渣，即终渣），得到终渣，终渣成分如下：CaO：57.2%，SiO

LF精炼后，钢水进入到RH工位继续进行精炼，RH真空处理循环时间50min，真空度100Pa；

RH真空处理后的钢包进入连铸机，采用0.8m/min的拉速进行生产，中间包温度控制在1500℃，并在结晶器内加入保护渣（保护渣消耗量为：每吨钢水消耗保护渣1.0Kg；保护渣成分包括：35%SiO

步骤三，高温扩散及开坯：连铸坯进行高温扩散，各段温度控制如下：

预热段：温度850℃，时间200min；

加热段：温度1250℃，时间120min；

均热段：温度1270℃，时间90min；

扩散完毕后直接经过辊道进入开坯机进行6道次大压下，开轧时钢坯温度在1230℃；随着开坯的进行，钢坯温度逐步降低，开坯完成后钢坯温度为1100℃，采用6道次大压下，轧制成160×160mm断面的热轧坯；

采用6道次大压下的各道次压下工艺如下：

道次1：槽口宽度B：320mm；槽底宽度b：285mm；高度h：160mm；

道次2：槽口宽度B：256mm；槽底宽度b：220mm；高度h：160mm；

道次3：槽口宽度B：226mm；槽底宽度b：190mm；高度h：160mm；

道次4：槽口宽度B：201mm；槽底宽度b：170mm；高度h：160mm；

道次5：槽口宽度B：175mm；槽底宽度b：155mm；高度h：160mm；

道次6：槽口宽度B：162mm；槽底宽度b：157mm；高度h：160mm。

步骤四，热轧坯加热：热轧坯经过加热后进行轧制，热轧坯加热时各段温度控制如下：

预热段：温度750℃，时间70min；

加热段：温度1210℃，时间40min；

均热段：温度1230℃，时间40min；

步骤五，线材轧制：

线材轧制的控制要点：进精轧温度880℃、进减定径温度880℃、吐丝温度810℃，各段水箱通过喷嘴+恢复段，达到上述温度，获得线材。要求精轧前有3段穿水箱，每个水箱喷嘴数量12个，整个精轧前水冷段长度50m；精轧与减定径之间有4段穿水箱，每个水箱喷嘴数量15个，整个精轧前水冷段长度70m；减定径与吐丝机之间有3段穿水箱，每个水箱喷嘴数量15个，整个精轧前水冷段长度30m；进行生产时，要求冷却水温30℃，冷却喷嘴压力0.6MPa，反吹喷嘴全部打开，压力0.6MPa。

线材经过拉拔、冷镦工序制成滚动体。

一种滚动体，由本实施例的一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法获得的线材制成。

对比例1：（本对比例与实施例1的区别仅在于：S含量过低）

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，φ12mm规格，包括成分控制、冶炼控制、高温扩散及开坯控制、热轧坯加热控制和线材轧制控制，其生产步骤如下：

1）成分控制：轴承钢化学成分重量百分数为C：1.0%，Mn：0.34%，Si：0.22%，S：0.002%，P：0.015%，Ti：0.003%，Ni：0.02%，Mo：0.01%，Cu：0.02%，其余为Fe及微量杂质。

2）冶炼控制：LF终渣成分：CaO：45%，SiO

3）高温扩散及开坯：预热段温度850℃，保温180min；加热段温度1228℃，保温120min；均热段温度1250℃，保温70min。经过6道次开坯，轧制成160mm断面的热轧坯。

4）热轧坯加热：预热段温度750℃，保温60min；加热段温度1195℃，保温40min；均热段温度1222℃，保温30min。

5）线材轧制：入精轧机850℃，入减定径878℃，吐丝温度800℃。开启精轧前第1、2段水箱，精轧与减定径间的1、2、3段水箱，以及减定径与吐丝机前的1、2段水箱。所有水箱均开前5个喷嘴，冷却水温30℃，喷嘴压力0.6MPa，反吹喷嘴全部打开，气体压力0.6MPa。

对比例2：（本对比例与实施例1的区别仅在于：高温扩散及开坯中，加热段和均热段温度均过低）

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，φ10mm规格，包括成分控制、冶炼控制、高温扩散及开坯控制、热轧坯加热控制和线材轧制控制，其生产步骤如下：

1）成分控制：轴承钢化学成分重量百分数为C：1.0%，Mn：0.35%，Si：0.25%，S：0.015%，P：0.012%，Ti：0.002%，Ni：0.02%，Mo：0.01%，Cu：0.02%，其余为Fe及微量杂质。

2）冶炼控制：LF终渣成分：CaO：46%，SiO

3）高温扩散及开坯：预热段温度850℃，保温150min；加热段温度1100℃，保温100min；均热段温度1100℃，保温50min。经过6道次开坯，轧制成160mm断面的热轧坯。

4）热轧坯加热：预热段温度750℃，保温60min；加热段温度1180℃，保温36min；均热段温度1190℃，保温30min。

5）线材轧制：入精轧机850℃，入减定径880℃，吐丝温度790℃。开启精轧前第1、2段水箱，精轧与减定径间的1、2、3段水箱，以及减定径与吐丝机前的1、2段水箱。所有水箱均开前5个喷嘴，冷却水温30℃，喷嘴压力0.6MPa，反吹喷嘴全部打开，气体压力0.6MPa。

对比例3：（本对比例与实施例1的区别仅在于：热轧坯加热中，加热段和均热段温度均过低，入精轧机温度和吐丝温度均过高）

一种适用于轴承钢的柔性第二相生产控制方法，φ14mm规格，包括成分控制、冶炼控制、高温扩散及开坯控制、热轧坯加热控制和线材轧制控制，其生产步骤如下：

1）成分控制：轴承钢化学成分重量百分数为C：1.0%，Mn：0.33%，Si：0.23%，S：0.018%，P：0.012%，Ti：0.002%，Ni：0.02%，Mo：0.01%，Cu：0.02%，其余为Fe及微量杂质。

2）冶炼控制：LF终渣成分：CaO：40%，SiO

3）高温扩散及开坯：预热段温度850℃，保温150min；加热段温度1230℃，保温120min；均热段温度1260℃，保温70min。经过6道次开坯，轧制成160mm断面的热轧坯。

4）热轧坯加热：预热段温度750℃，保温60min；加热段温度1100℃，保温40min；均热段温度1120℃，保温30min。

5）线材轧制：入精轧机900℃，入减定径880℃，吐丝温度900℃。开启精轧前第1段水箱，精轧与减定径间的1、2、3段水箱，以及减定径与吐丝机前的1段水箱。所有水箱均开前5个喷嘴，冷却水温30℃，喷嘴压力0.6MPa，反吹喷嘴全部打开，气体压力0.6MPa。

实施例1-实施例4和对比例1-对比例3的效果对比结果见下表2。

表2：效果对比

由表2可知，对比例3中，网碳碳化物的存在降低了L

L

1）将试验钢球装于试件夹具内，试件夹具装卡于试验轴上并随试验轴旋转，陪试钢球装于支承圆台孔内。当顺时针转动手轮使丝杠上升，当陪试钢球与试验钢球相接触后，再顺时针转动手轮，使试件轻微受力，此时即可进行试验。试验工装上设有温度及振动传感器，可分别检测试件温度和振动。

试验中滑油对试样提供润滑和冷却，回油经油管抽回油箱。

2）设置试验载荷为15KN（仪器最大载荷：19.6kN）；

3）设置传动轴转速为2500r/min（仪器最高转速3000r/min）；

4）仪器开始转运，并在电脑中记录相关测量参数（载荷、速度、温度、电流、振动等）；

5）当载荷、电流、振动等参数达到设定的报警值，认为钢球发生疲劳失效，记录下此时钢球的寿命数值。

应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。