轴承钢连铸坯凝固结构对中心偏析影响的研究
轴承钢连铸坯质量的最大问题之一是铸坯中心碳偏析,石家庄钢铁有限公司生产的GCr15轴承钢150mm×150mm小方坯靠近中心区域有明显的碳偏析和一些缩孔,严重的影响了其疲劳寿命。
针对石家庄钢铁公司轴承钢生产工艺现状,研究了铸坯中心偏析的形成机理,分析了拉速、过热度、二冷比水量等工艺参数对铸坯中心偏析和凝固组织的影响。
工厂取样,针对GCr15轴承钢,通过低倍检验与显微组织的观察和分析,确定小方坯的中心偏析主要是由于150mm×150mm断面小,拉速高,冷却强度大,凝固速度快,在大部分区域内,温度梯度大,两相区窄,柱状晶发达,“平面凝固”的趋势大,使凝固前沿的碳集中向铸坯中心排斥,容易形成集中的中心偏析区。并且石钢GCr15轴承钢铸坯横断面上等轴晶率为25﹪,低于能基本消除铸坯中心偏析所要求的等轴晶率(达到35﹪~40﹪以上)。
在实验室进行了对铸坯凝固组织的研究,建立了凝固传热数学模型,分析表明拉速对凝固传热过程影响最大,过热度对凝固传热的影响较小。过热度增加10℃,矫直点温度增加8℃左右,液芯长度增长0.1m左右;水量增加0.1倍,矫直点温度增加8℃左右,液芯长度减少0.1m左右;拉速增大0.1m/min,矫直点温度增加20℃左右,液芯长度增加0.6m左右。
结合工厂的实际情况150mm×150mm小方坯应降低拉速10﹪~25﹪。由原来的1.9m/min降至1.4m/min。石钢生产经验表明,拉速由原来的1.9m/min降至1.4m/min后,轴承钢小方坯中心偏析得到了明显的改善。降低拉速后使得转炉冶炼与浇铸节奏过于紧凑。建议增加凝固末端电磁搅拌,位置在液芯长度末端70﹪~80﹪处,现石家庄钢铁有限公司正在进行设备调试,预计在得到良好铸坯的情况下拉速可以控制在1.5 m/min以上。
轴承钢;中心偏析;凝固组织;连铸坯
河北联合大学;河北理工大学
硕士
钢铁冶金
王硕明
2007
中文
TF777.3
59
2007-08-14(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)