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）