20MnCr5齿轮钢连铸坯中硫化物三维形貌的解析

20MnCr5齿轮钢具有良好的疲劳和易切削性能匹配,钢中硫化物形态与分布是影响材料性能的重要因素。为了探究20MnCr5齿轮钢连铸坯中硫化物的三维形貌及分布规律,采用金相显微镜、扫描电镜以及三维腐刻技术对连铸坯进行了分析。结果表明:20MnCr5连铸坯中硫化物主要类型为MnS、MnS+Al₂O₃复合夹杂物,铸坯中硫化物尺寸由边部激冷层到中心等轴晶区呈先增大后减小的趋势。激冷层中硫化物三维形态主要为椭球状和长条状,各占一半左右;在柱状晶区末端椭球状减小到不足10%,长条状和不规则状占比分别为55%和35%,并开始出现少量八面体状;中心等轴晶区硫化物不规则状占比增大到60%,长条状占比减小到约30%,八面体状约占10%,椭球状占比减小到不足5%。在连铸坯不同区域主要的硫化物三维形态不同,激冷层为椭球状和长条状,柱状晶区为长条状,等轴晶区为不规则状。     

20MnCr5齿轮钢氧含量控制及其对钢的疲劳性能影响

提出了100 t EAF-LF-VD-CC-CR全流程控制齿轮钢氧含量的工艺措施;研究了0.00053%～0.00145%氧含量20MnCr5齿轮钢的旋转弯曲疲劳性能、断口和夹杂物尺寸。结果表明,钢中总氧含量越高,最大夹杂物尺寸也越大,疲劳强度越低,当[O]≤0.0010%时,随[O]降低,疲劳强度升高幅度较小;试验钢在表层不产生疲劳裂纹的临界夹杂物尺寸为21μm,距表面深度30～430μm的浅层区域为相对安全区域,其中的夹杂物很难引起疲劳开裂。     

20MnCr5钢轧材表面纵裂纹成因分析

采用金相与扫描电镜观察到的结果,对20MnCr5等钢种的铸坯及轧材纵裂成因进行分析,结果表明,轧材裂纹是连铸坯表面缺陷所致.该包晶反应钢由于连铸的一冷和二冷,急冷层包晶反应不彻底,连铸坯角部易产生应力集中,树枝晶间偏析,并在其后热加工、冷却制度或表面修磨等工序均可导致缺陷扩展.     

硫化物改质对20MnCr5齿轮钢夹杂物和切削性能的影响

 齿轮钢广泛应用于汽车、机械等传动系统,易切削化是提高齿轮加工效率、降低制造成本的主要途径之一。提高钢中硫元素含量是改善齿轮钢切削性能的有效方式,然而过多的硫元素在轧制时会形成条带状MnS,增大钢的各向异性,因此需要对硫化物进行改制处理。分别采用Ca处理和Mg处理两种方式对20MnCr5齿轮钢进行硫化物改质,通过对力学性能、组织形态、夹杂物分布以及切削性能等表征,对比分析不同改制方式对材料的影响。结果表明,Ca处理和Mg处理后试验钢的强度和塑性保持一致,而Mg处理试样的晶粒尺寸较小,因而韧性较高。Ca处理试验钢中MnS夹杂物数量较多,长条状夹杂物比例相对较高;而采用Mg处理可以有效降低钢中夹杂物的数量,夹杂物平均尺寸有所增大,同时小长径比夹杂物数量增多,但是复合氧化物型夹杂物的数量也有所增加。在240~280 m/min条件下进行了干切削试验,结果表明两种试验钢均出现前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损,其中Ca处理试样的刀具磨损较为严重,同时在较高切削速度下出现了积屑瘤和崩角现象,而Mg处理试样则具有更长的刀具使用寿命,对切削速度的敏感性也较低。分析可知,Mg处理后钢中存在较多的大尺寸球状硫化物夹杂物,提高了应力集中效应,更有利于改善切削性能,因而改制效果更好。     

镁对20MnCr5齿轮钢中夹杂物的改质研究

摘要：20MnCr5齿轮钢通常有较好的疲劳性能及切削性能,而钢中夹杂物是影响这些性能的重要因素。为了研究镁对20MnCr5齿轮钢中夹杂物的改质行为和规律,开展了相应的工业实验,采用金相显微镜、扫描电镜以及非水溶液电解腐蚀技术对铸坯和轧材进行了分析。结果表明：镁处理后,钢液更加洁净,夹杂物数量变少,尺寸也变小;以Al2O3为核心外围包裹着MnS的复合夹杂,转变为以MgO·Al2O3为核心外围包裹着MnS的复合夹杂物,且复合夹杂物的占比从4.2%提高到8.3%。对轧材进行分析,发现镁的加入使20MnCr5轧材中长条状的硫化物更加短小弥散,硫化物的细系评级从2.5级显著降低到1.5级;由于复合夹杂物内部硬质MgO·Al2O3核心抑制了轧制过程中夹杂物的变形,使夹杂物保持球形或椭球形。     

LF(VD)精炼工艺对控制28MnCr5齿轮钢中硫和硫化物的影响

试验了45 t LF精炼渣的碱度、喂硫线和脱氧工艺对28MnCr5钢(％:0.25～0.30C、0.60～0.80Mn、0.020～0.035S、0.80～1.00Cr)硫含量的控制、氧化物含量和钢中硫化物的影响。结果表明,LF精炼渣碱度控制在2.8～5.1喂硫线,VD后硫的回收率达80％～90％;钢中氧化物级别≤1.5级;精炼结束喂适量CaSi线可改善钢中硫化物的形貌。     

高品质齿轮钢28MnCr5的开发

山东莱芜钢铁集团股份有限公司采用"EAF→LF→VD→CC"工艺开发了28MnCr5齿轮钢,通过精确控制钢中C、Si、S、P等元素,得到能够满足成分要求的钢水。试验结果表明:采用该工艺生产高品质汽车用28MnCr5齿轮钢铸坯w(T.O)≤15×10-6,夹杂物种类、形态和尺寸得到有效控制,淬透性满足要求。     

无缝钢管20钢连铸坯的试生产

介绍了唐山国丰钢铁有限公司第一炼钢厂采用转炉—简易精炼—连铸工艺流程试生产供轧制无缝钢管用20钢连铸坯的生产情况,采取低拉增碳、钢包底吹氩及喂丝、保护浇注、合理控制拉速等有效措施,解决了生产中存在的质量问题,生产出符合标准及用户要求的优质20钢连铸坯。     

20CrMnTi齿轮钢铸坯质量分析和连铸工艺优化

20ＣｒＭｎＴｉ钢连铸坯存在中间裂、角裂、非金属夹杂物和缩孔等缺陷 ,最高达 4级。尤其角裂出现频率高 ,轧后不能完全焊合。一直制约着该钢种连铸坯正常进入生产流程。为提高 2 0ＣｒＭｎＴｉ钢连铸坯质量 ,实现“连铸 连轧 (半连轧 )一火成材”工艺路线 ,充分发挥“超高功率电弧炉 二次精炼 连铸 连轧 (半连轧 )四位一体装备优势 ,降低生产成本。近年来做了多次试验性工作 ,2 0 0 0年连铸设备改造完毕后又进行了 3个阶段的试验 ,将连铸坯 1 55ｍｍ×1 55ｍｍ、1 80ｍｍ× 1 80ｍｍ连轧成规格为 (ｍｍ)Φ42、Φ50、Φ60、Φ65、Φ70、…     

连铸钢方坯的内部裂纹

对连铸钢方坯中内部裂纹的分类、成因进行了系统的研究,指出了YB/T 4002-1991标准中的错误与不足,提出了修订标准建议.     

小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢可浇性

在分析水口堵塞的基础上,结合马钢三炼钢生产实际,采用正交实验法研究了钙处理的喂线速度、喂线量和中间包水口内径对140mm×140mm小方坯连铸低碳低硅高酸溶铝钢水口堵塞的影响.结果表明,提高喂线速度、加大喂线量和增加水口内径可避免水口的堵塞.采用以上工艺,连浇炉数达8~10炉,且铸坯内部和表面质量良好.     

20MnSi钢连铸方坯的原位统计分布分析

连铸方坯生产过程中由于连铸工艺参数的不合理会出现元素的偏析现象,严重的会导致裂纹或缩孔等缺陷的产生。选取存在明显纵向裂纹的20MnSi钢连铸方坯试样进行原位统计分布分析,实验表明裂纹的存在会导致元素含量的原位统计结果异常,从而影响元素含量统计分布分析。通过OPA-200软件的裁剪功能对异常数据进行处理是一种可行的处理方法。对20MnSi钢连铸方坯整个横截面进行原位统计分布分析, C、Si、Mn、P、S元素含量的二维等高图显示在中心区域以及距横截面边部1/4处元素存在富集的情况,通过统计偏析度定量分析表明,C、P、S元素的偏析情况较为严重,而Si、Mn元素的偏析不太严重。此外,通过在方坯横截面横向中心线位置进行钻孔取样分析C、P、S元素的含量,验证了传统偏析分析方法与原位统计分布分析技术的一致性。     

油气润滑在方坯连铸机上的应用

介绍油气润滑系统的基本构成、工作原理和特点．阐述油气润滑系统的使用效果．     

40Cr合金结构钢方坯连铸二冷制度的优化

建立了连铸方坯的凝固传热模型,并采用红外测温法对模型的准确性进行了验证。通过模型计算分析了40Cr合金结构钢现行二冷制度存在的问题,发现足辊段冷却强度过大,二冷段一区存在较大的温度回升;二冷比水量偏高,铸坯在矫直点的表面温度偏低。将不同的水量调整参数（K值）组合代人模型计算,优化得到了较为合理的K值组合K0=0．3,K1=1．0,K2=0．9,K3=0．7。优化K值后,降低了足辊段水量,二冷段一区的温度回升幅度变小;同时降低了二冷比水量,提高了铸坯的矫直温度,避开了脆性温度区,降低了铸坯裂纹的发生率,为现场连铸工艺的优化提供了技术指导。     

氮微合金化HRB500E连铸坯高温力学性能的研究

为了优化氮微合金化钢HRB500E的连铸冷却配水工艺,保证铸坯质量,采用Gleeble-1500D热模拟试验机测定了铸坯的高温力学性能,并对试样断口组织形貌进行了显微观察与分析,讨论了其在不同温度区间的断裂机理。研究表明:在应变速率为1.4×10-3/s时,铸坯第Ⅲ脆性温度区间出现在675~750℃,脆断主要原因是铁素体在奥氏体晶界析出、晶界处Mn S的偏析和大量V(C,N)的析出;铸坯未出现第Ⅱ脆性温度区,在1 000℃左右断裂方式为穿晶断裂;第Ⅰ脆性温度区在1 300℃以上,断裂方式为晶间断裂,主要原因是O,S,P在晶界富集促进形成液膜。