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连铸高碳铬轴承钢的碳化物及其改善途径.pdf
2005年5月 中国特殊钢年会2005论文集
连铸高碳铬轴承钢的碳化物及其改善途径
虞明全
(宝钢特钢技术中心,上海200940)
摘要在论述连铸轴承钢的凝固过程、结构及其碳化物属性的基础上,介绍了上海五钢公司在控制和
改善连铸轴承钢碳化物不均匀性的方法和成功实践。
关键词高碳铬轴承钢连铸模铸碳化物
●v
近5年来,中国连铸高碳铬轴承钢(以下简称 即具有溶质元素偏析机理。
J。 1.2连铸轴承钢的凝固结构
轴承钢)发展迅速,连铸比已超过40%【l
在中国连铸轴承钢得到迅速发展的同时,连 实际的连铸轴承钢方坯纵向中心的断面情况
铸轴承钢的碳化物问题,国内少有针对性的研究 如图1所示。由图1可知,其凝固结构具有纵向
和报道。这是因为连铸技术在中国轴承钢上的工 断续性的小空洞的特点。
业性应用仅在20世纪90年代后期才出现;另一
方面,人们把主要目标都集中在钢液的连铸工艺
研究上‘2枷]。
上海五钢有限公司从1997年建立轴承钢连
铸生产线以来,一面开展连铸轴承钢工艺流程研
究,一面对连铸轴承钢的凝固特点和炼钢.连铸一
加热-车L制工艺进行系统研究旧J。
140
图1 HURl方连铸轴承钢方坯纵向铸态组织
1连铸轴承钢凝固过程和结构及其碳化物属性
mmx230
1.1连铸轴承钢的凝固过程 文献[11]对2.6t钢锭和230 lllm连
铸坯的碳化物进行了相同截面上的中心、中间和
从本质上讲,方坯连铸轴承钢的凝固过程与
一般的低合金钢的凝固过程是一样的[1刨。轴承 外侧的比较得出:
钢固液两相区温度区间达到131℃。因此,中等 (1)从纵向上看,连铸轴承钢坯的碳化物的
过热的钢液也有其柱状晶强烈增大的趋势,在凝 均匀性大大优于模铸轴承钢锭;(2)从横向上看,
固后期由于连铸坯断面中心柱状树枝晶的搭接、 连铸轴承钢坯的碳化物的数量也远远低于模铸钢
等轴树枝晶不足或体积减少而形成了小钢锭的凝 锭(指大于5脚的碳化物);(3)连铸轴承钢坯的
固结晶现象,由此产生铸坯的中心疏松与偏析,即 碳化物的数量(指大于5舯的碳化物)在中心居
具有小钢锭结构机理。 多,这一点与模铸钢锭的特点是一样的。
另一方面,由于连铸轴承钢是含有铬元素的 1.3连铸轴承钢碳化物的属性
过共析钢,因此,在连铸坯的凝固结晶过程中,不 在连铸轴承钢方坯上,用SEM(扫描电镜)/
可避免地产生碳化物。当然,钢液中还存在一些 EDS(能量扩散分光仪)进行了点定量分析,调查
杂质元素或化合物(如c、S、P、0、氧化物、硫化了铬的浓度。并发现,在连铸坯中心偏析部生成
物),在固液界面上产生溶解平衡移动。与此同 共晶组织,而在其它部位则不生成,共晶组织由铬
时,从柱状晶粒析出的溶质元素或化合物排到尚 的富集碳化物和金属相组成。碳化物中的碳浓度
未凝固的金属液中,最后随结晶的继续进行,把聚 约为1.6%,从铬的浓度、组织形态及腐蚀状况可
集的溶质推向最后凝固区中心,即产生铸坯的中 推定为Fe3Cu2’1引。
心偏析。其偏析是与内部夹杂和疏松相伴生的, 采用特种腐蚀以及x射线摄谱法(MS-46
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