凝固末端电磁搅拌对60Si2CrVAT连铸方坯凝固组织的影响

对M-EMS和M F-EMS电磁搅拌作用下60Si2CrVAT弹簧钢铸坯的凝固组织进行了对比分析,从低倍组织、微观组织、碳偏析以及铸坯缺陷等方面入手分析,讨论了凝固末端电磁搅拌对铸坯凝固组织的影响.结果表明,凝固末端电磁搅拌可以显著改善60Si2CrVAT弹簧钢铸坯凝固组织,提高铸坯凝固组织的致密度,降低铸坯中心疏松和缩孔,而二次枝晶臂间距得到明显改善,中心等轴晶率明显提高,晶粒得到细化,从而显著地改善了铸坯的质量.     

PMO对GCr15轴承钢矩形坯心部微观组织及元素分布的影响

为了改善220 mm×260 mm矩形GCr15轴承钢铸坯心部组织,提高元素分布均匀性,以稳定轴承产品质量,在凝固过程中利用脉冲磁致振荡(简称PMO)技术对铸坯进行处理.取样检测结果表明,相比未经过PMO技术处理的铸坯(对比坯),PMO处理坯的中心缩孔明显减小,凝固组织的初生相占比波动显著降低,C、Cr、Mn、Si元素...     

60Si2Mn弹簧钢电磁搅拌的试验研究

研究了60Si2Mn弹簧钢半固态电磁搅拌工艺和凝固过程,分析电磁搅拌对60Si2Mn弹簧钢凝固组织的影响规律。结果表明:电磁搅拌可以消除60Si2Mn弹簧钢的凝固组织中发达的柱状枝晶层,随着电磁搅拌的功率的增加,60Si2Mn弹簧钢凝固组织从枝晶或短枝晶向等轴晶转变,随着搅拌时间增加,60Si2Mn弹簧钢凝固组织更为圆整。制备合格的60Si2Mn弹簧钢半固态流变浆料的工艺参数:搅拌功率应不低于8.5 kW,搅拌时间应不少于5 min,连续搅拌终止温度应不高于1 460℃。理论分析认为:在60Si2Mn弹簧钢凝固过程中进行电磁搅拌,引起熔体的强烈流动,使液相区的温度场和溶质含量趋于均匀,晶核数量增加,并减慢了奥氏体的一次臂生长速度,最后发展成细小的等轴晶的凝固组织。     

应用结晶器PMO提高连铸小方坯质量研究

为了改善某厂螺纹钢小方坯连铸过程中存在的等轴晶率低、中心碳偏析严重、中心疏松和缩孔等内部质量问题,进行了结晶器脉冲磁致振荡(pulse magneto-oscillation,PMO)改善螺纹钢内部质量的试验研究。结果表明:结晶器PMO可以显著细化螺纹钢的凝固组织,扩大中心等轴晶区的范围,减小二次枝晶臂间距,中心缩孔由0. 5级降低到0级,中心偏析由2级降低到0. 5级,中心碳偏析指数由1. 18降低到1. 01,铸坯内部质量得到明显改善。     

拉速和脉冲磁致振荡对GCr15轴承钢铸坯质量的影响

对中天钢铁集团公司连铸机采用脉冲磁致振荡(简称PMO)技术进行了改造,以提高连铸坯的质量,并进行了试生产。研究了拉速和PMO对GCr15轴承钢铸坯质量的影响。试验时,连铸机第一流和第五流分别关闭和开启PMO,其拉速分别为0. 78和0. 82 m/min。试验结果显示:以两种拉速连铸并经PMO处理的铸坯均具有较大的等轴晶区面积分数,中心缩孔均为0. 5级,拉坯方向的心部碳偏析指数最大值均为1. 10;但未施加PMO的铸坯等轴晶区面积分数显著小于PMO处理的铸坯,其中心缩孔分别为2级和1. 5级。提高拉速会减小GCr15钢铸坯中心的等轴晶区面积,加重心部碳偏析。PMO处理有利于增加铸坯的等轴晶区面积、减少中心缩孔,尽管拉速较高,铸坯质量仍然良好。     

采用脉冲磁致振荡技术提高矩形AM2锚链钢连铸坯的均匀性

制作了尺寸为220 mm×260 mm的矩形锚链钢连铸坯。对部分连铸坯进行了由上海大学开发的脉冲磁致振荡(PMO)处理,以提高铸坯的组织均匀性。试验结果表明:适当的PMO参数可消除连铸坯的中心缩孔,显著增加等轴晶数量,减少中心碳偏析。譬如:(1)未经PMO处理的铸坯心部等轴晶的面积分数为13. 08%,而以680 A的峰值电流和90 Hz的频率PMO处理的铸坯达23. 41%,后者比前者增加了约79%;(2)未经PMO处理的铸坯心部等轴晶的面积分数为11. 74%,而以600 A的峰值电流和110 Hz的频率PMO处理的铸坯为23. 41%,后者比前者增加了1倍多。此外,经过PMO处理的铸坯的中心碳偏析指数降低0. 2以上,不超过1. 1。上述结果表明,PMO处理使锚链钢连铸坯的组织均匀性得到了显著改善。     

应用PMO技术提高齿轮钢铸坯拉速的可行性研究

研究应用PMO技术提高20CrMnTi齿轮钢铸坯拉速的可行性。研究结果表明,在没有采用PMO技术的情况下,铸坯拉速从0.94 m/min提高到0.99 m/min,铸坯等轴晶率由15.6%降低到13.3%,中心缩孔由0级变为0.5级,拉坯方向的中心碳含量波动加剧,碳偏析指数极大值从1.21增加到1.36。在同样的条件下,采用PMO凝固均质化技术铸坯的等轴晶率由26.0%降低为23.0%,中心缩孔均为0级,虽然拉坯方向的中心碳含量波动性略有增加,但碳偏析指数极大值均为1.10。采用PMO凝固均质化技术可以适当提高铸坯拉速并保持铸坯均质化水平。     

PMO作用对连铸轴承钢凝固组织及碳化物的影响

将脉冲磁致振荡(Pulse Magneto-Oscillation,简称PMO)凝固细晶技术应用于中天钢铁集团有限公司钢铁企业轴承钢的连铸生产中,对其铸坯及轧材进行连续取样,并对低倍组织及碳化物进行了检测。实验结果表明,经PMO处理后,铸坯中等轴晶占比明显增加,最高增加率达28.8%,且中心缩孔和缩松有明显改善。带状碳化物和液析碳化物的尺寸和分布也得到了明显改善,尺寸减小率最高分别达到81.9%和86.3%,这将对轴承钢的疲劳寿命起到积极的作用。     

基于二次枝晶间距变化特征的连铸方坯CET位置判断新方法

从碳钢连铸坯实际凝固组织入手对典型枝晶二次枝晶间距(secondary dendrite arm spacing,SDAS)进行测量分析,并发现了铸坯表面向中心凝固过程中的SDAS突增现象。结合铸坯横断面二维温度场数值模型分析可知,柱状晶向等轴晶转变(columnar to equiaxed transition,CET)的过程会影响铸坯内部的传热过程,这种影响最终以典型枝晶SDAS突增的形式体现出来。基于典型枝晶SDAS突增现象,确立了铸坯内部CET定量判定的新方法,即将典型枝晶SDAS最大增加率的起始位置确定为铸坯内部CET起始位置。计算所得CET位置与铸坯内部温度梯度变化拐点的最大相对误差仅为8.3%,且与生长速率变化区间相对应,同时也与实际凝固组织形貌转变位置吻合,证明了该方法的有效性。     

PMO-EMS组合调控提高铸坯均质化应用实践

脉冲磁致振荡(PMO)凝固均质化技术是通过促进形核并形成“结晶雨”细化凝固组织、提高铸坯均质化的一项原创技术。生产实践表明,该技术对提高连铸坯等轴晶率、降低偏析具有显著作用。将PMO与电磁搅拌(EMS)进行优化组合,利用EMS的搅拌作用,将PMO形成的“结晶雨”均匀分布于铸坯心部,消除等轴晶区偏心问题,从而大幅度提高铸坯组织对称性和均质化效果稳定性。结果表明,应用PMO-EMS组合调控技术可显著提高铸坯均质化水平,以轴承钢GCr15和齿轮钢20CrMnTi为例,等轴晶区对称性明显增加,偏析指数则可以分别控制在1.04和1.05以内。     

电磁搅拌对60Si2Mn弹簧钢凝固条件影响的研究

利用自制设备制备了60si2Mn弹簧钢半固态试样,研究了电磁搅拌条件下60si2Mn弹簧钢铸锭成分和组织层的变化.结果表明,电磁搅拌可以使60Si2Mn簧钢铸锭成分更加均匀.并可以减小或消除铸锭中发达的枝晶,电磁搅拌改善了60Si2Mn弹钢的凝固条件,增加了凝固过程中的形核率,使铸锭中的等轴晶得到细化.     

架空导线用中强铝合金轮带式连铸锭坯的组织

结合铝合金轮带式连铸工艺的特点,分析了铝架空导线用6101中强铝合金轮带式锭坯不同组织的成因。结果表明:轮带式连铸过程中梯形铸坯与结晶轮及钢带接触的四个面冷却速度快,易在梯形铸坯四个面附近形成枝晶网格比较细小的粗大柱状晶,而在冷却速率较慢的铸坯心部容易形成枝晶网格比较粗大的等轴晶。轮带式连铸铸造速度快、液穴深,在铸坯最后凝固的液穴处因补缩不足形成沿液穴中心水平分布的集中缩孔。     

凝固末端电磁搅拌对大方坯凝固组织的影响

对某钢厂80帘线钢在结晶器和凝固末端复合电磁搅拌(M+F-EMS)条件下生产的连铸大方坯的凝固组织进行了研究,从微观组织、成分偏析等方面进行了分析,探讨了凝固末端电磁搅拌对铸坯凝固组织的影响。结果表明,凝固末端电磁搅拌可以明显的细化80帘线钢铸坯中心部位凝固组织,减少了铸坯中心疏松和缩孔,降低了铸坯中心碳、硫偏析。     

结晶器电磁搅拌对马氏体不锈钢连铸坯组织和表面质量的影响

试验和分析了结晶器电磁搅拌(M-EMS)对马氏体不锈钢150mm×150mm连铸坯的中心疏松、等轴晶、缩孔及表面质量的影响,并对电磁搅拌对铸坯凝固影响的机理进行探讨.结果表明,经结晶器电磁搅拌后,铸坯中心等轴晶率平均达到50%、最高57%,中心疏松均在1.5级以下,中心缩孔90%在1.0级内;铸坯表面质量由使用结晶器电磁搅拌的85%提高到97%.     

改善弹簧钢55SiCr小方坯中心碳偏析的试验研究

针对160 mm×160 mm断面小方坯弹簧钢55SiCr铸坯中心偏析严重的问题,基于小方坯中心碳偏析形成的机理,考虑到连铸工艺参数对中心碳偏析的影响,进行工业优化试验。结合试验结果及凝固理论分析,确定了小方坯弹簧钢55SiCr的合理的连铸工艺参数,为改善小方坯弹簧钢55SiCr的凝固组织和铸坯中心碳偏析提供理论和实践依据。     

结晶器电磁搅拌对55CrSi弹簧钢铸坯质量的影响

为研究55CrSi弹簧钢连铸生产中采用的电磁搅拌技术对铸坯质量的影响,利用有限元法,对结晶器内不同搅拌参数下电磁场分布进行了模拟,对电磁力矩进行了理论计算,并系统地研究了结晶器电磁搅拌电流和频率对其铸坯质量的影响规律。试验结果表明：电磁搅拌电流和频率分别为320 A和3 Hz时,中心等轴晶率为29.62%,中心疏松减轻,缩孔消除,铸坯低倍质量有明显地改善;在其它浇注工艺参数不变的情况下,铸坯的中心等轴晶率与电磁力矩呈现对应关系,电磁力矩增大,铸坯中心等轴晶率提高。     

电磁搅拌对不锈钢铸坯质量的影响研究

在工业试验条件下研究了低频旋转型电磁搅拌对奥氏体不锈钢及马氏体不锈钢连铸坯凝固组织的影响.结果表明:在低频电磁场合适的电磁搅拌参数作用下,不锈钢宏观组织及表面质量得到了明显改善,铸坯的柱状晶和等轴晶得到了显著的细化,消除了穿晶现象,中心缩孔、中心疏松明显降低;马氏体不锈钢铸坯中心等轴晶率平均达到了50%,最高达57%,中心疏松均在1.5级以下,中心缩孔90%在1.0级内.多次试验发现,不锈钢铸坯所需的搅拌强度应高于一般钢种.这为电磁搅拌在生产应用中工艺参数的优化及设计提供了一定的依据.     

GCr15轴承钢大方坯宏观碳偏析形成机理及二次冷却调控机制研究

以国内某钢厂GCr15轴承钢连铸坯实际生产为研究对象,建立了GCr15轴承钢连铸坯凝固传热-微观组织耦合模型,通过研究不同连铸二次冷却模式下大方坯凝固组织特征参数（二次枝晶间距(SDAS)、中心等轴晶率(ECR)）的变化规律,阐明了二次冷却模式对GCr15轴承钢连铸坯凝固组织的影响机理。在此基础上,结合工厂试验与数值模拟分析,阐述了凝固组织特征对宏观碳偏析的作用机理。综合以上研究,揭示了GCr15轴承钢连铸坯二次冷却模式-凝固组织特征参数-宏观碳偏析的作用关系,从“宏-微”观角度提出,通过改善二次冷却调控机制,优化铸坯凝固组织结构,进而减轻GCr15轴承钢的宏观碳偏析。     

连铸工艺对方坯凝固组织影响的数值模拟

铸坯凝固组织特征对于连铸坯粗坯质量具有重要影响。通过建立重轨钢U71Mn方坯连铸过程中传热和凝固组织模拟数学模型,研究了CA模型特征参数和连铸操作工艺参数对于凝固组织特征的影响规律。研究结果表明：平均形核过冷度控制柱状晶区域,随着该值的增大,柱状晶区域也随之增大;最大形核密度控制晶粒尺寸,该值越大晶粒的尺寸则越小。连铸拉坯速度波动在±0.5m/min时,最终铸态组织特征并没有明显变化,而浇注温度对于最终铸坯组织结构具有较大的影响,晶粒平均半径由15℃的1.555mm增加到45℃的1.721mm,并且中心等轴晶比例逐渐减小。因此,连铸生产过程中,在满足钢液顺利浇注的条件下,降低浇注钢液的过热度会很大程度上改善重轨钢内部组织结构,提高铸坯内部质量。     

参数对70钢小方坯二次枝晶间距和中心偏析的影响

试验研究了70钢150 mm×150 mm 小方坯连铸不同工艺参数对铸坯中心C、Mn偏析和二次枝晶间距的影响。结果表明,在一定工况条件下,铸坯中心偏析指数和二次枝晶间距均随拉速的增大而增大,随压下量和比水量的增大而减小。凝固中心处的C元素偏析指数在1.00～1.26之间,而Mn元素偏析指数仅为0.98～1.06。C、Mn元素的偏析规律相同,且随着C偏析的增加,Mn的偏析比也会不断增大。