電磁攪拌作用下軸承鋼凝固組織形態(tài)演變的研究.pdf

1、軸承鋼具有較高的硬度、耐磨性、接觸疲勞強(qiáng)度和彈性極限，良好的沖擊韌性、斷裂韌性、防銹性能和冷熱加工性能。世界公認(rèn)，軸承鋼的水平是衡量一個(gè)國(guó)家冶金水平的標(biāo)志。鑄坯組織內(nèi)部碳偏析等缺陷造成軸承鋼局部強(qiáng)度或硬度較正常組織低，使鋼的疲勞強(qiáng)度降低，導(dǎo)致零件在使用中過(guò)早地發(fā)生疲勞損壞。因此，提高鑄坯凝固組織質(zhì)量成為軸承鋼生產(chǎn)中的一個(gè)重要任務(wù)。
　　電磁攪拌具有減少或消除中心偏析與疏松，加速過(guò)熱耗散，提高等軸晶率，減少鋼中有害元素等優(yōu)點(diǎn)。但電磁

2、攪拌對(duì)攪拌位置敏感、位置靈活性差;二冷區(qū)電磁攪拌易出現(xiàn)白亮帶。
　　本研究主要通過(guò)澆注截面為100×100mm軸承鋼小方坯，在軸承鋼凝固過(guò)程中的不同時(shí)間段施加電磁攪拌的方法，對(duì)軸承鋼凝固組織進(jìn)行取樣分析。通過(guò)對(duì)枝晶顯示情況、冷卻速度、滲透率和碳偏析檢測(cè)情況的研究，探討了電磁攪拌對(duì)軸承鋼凝固組織的影響規(guī)律。
　　本實(shí)驗(yàn)條件下，主要得出以下結(jié)論:
　　(1)軸承鋼凝固組織由外向內(nèi)分為表面細(xì)晶粒區(qū)、柱狀晶區(qū)和等軸晶區(qū)。電磁攪

3、拌加入時(shí)間不同，表面細(xì)晶區(qū)比率一般變化很小，為13.5％左右;結(jié)晶器攪拌可以有效的阻止柱狀晶的生長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)小等軸晶的形成，柱狀晶區(qū)比率由無(wú)攪拌時(shí)的69.11％降到31.79％;等軸晶區(qū)比率由無(wú)攪拌時(shí)的17.75％增加到52.12％。
　　(2)一次枝晶臂寬度約為145μm，隨凝固向中心的推進(jìn)，無(wú)明顯的粗化，有無(wú)電磁攪拌對(duì)其影響較小。結(jié)晶器電磁攪拌可有效降低一次枝晶臂間距，二冷區(qū)攪拌時(shí)，一次枝晶臂間距突然增大35％，而后迅速降低。<

4、br>　　(3)二次枝晶臂在凝固的過(guò)程中出現(xiàn)明顯的粗化，電磁攪拌加入的時(shí)間越晚，粗化率(KC)越大。粗化率由無(wú)攪拌時(shí)的2.52逐漸降低到結(jié)晶器攪拌時(shí)的1.76。
　　(4)冷卻速度(ε)越高，局部凝固時(shí)間(τ)越短，二次枝晶臂間距（d2）越小。二次枝晶臂間距越小，滲透率（Kp）越小，碳偏析指數(shù)（C偏）越低。
　　(5)末端電磁攪拌（3.0min時(shí)）參數(shù)為350A/12Hz，電磁力達(dá)到536.99 N·m-3，液芯寬度為37m