齿轮钢大圆坯的铸态组织及轧制遗传性
发布时间：2021-10-05 08:55
基于φ500mm大圆坯连铸连轧生产22CrMoH汽车桥齿钢的工艺,通过对铸坯低倍组织及高倍金相组织、轧后带状组织系统分析,开展了齿轮钢大圆坯铸态组织及轧制遗传性研究。研究发现,22CrMoH齿轮钢连铸大圆坯近表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区的枝晶尺寸存在明显差异;自表面至芯部二次枝晶间距逐渐增加,退火状态下枝晶主干位置以铁素体为主,枝晶间以珠光体为主;轧后带状组织形态主要受铸态组织二次枝晶间距和轧制变形的影响;轧后退火态铁素体带宽自表面至芯部呈现增加趋势。
【文章来源】：连铸. 2020,(04)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
连铸圆坯低倍铸态组织形貌
取铸坯表面细晶区20mm×20mm横向样品，经精磨、抛光后使用硝酸酒精进行腐蚀，腐蚀后组织形貌如图2所示。结合图1和图2组织尺寸、形态、分布分析认为，图1中表面细晶区显示的黑色网状组织为图2中呈现的白色铁素体网。该网状为钢液经过匀晶转变、包晶反应[6-8]等过程形成的原始凝固奥氏体晶粒的晶界。3.2 钢坯金相组织分析
对铸坯近表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区分别取30mm×30mm横向样品，并按930℃加热、保温时间约30min后随炉冷却的退火工艺进行退火。退火后样品使用苦味酸进行腐蚀，酸液温度为70℃，腐蚀时间为20min。腐蚀后铸坯近表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶的枝晶形貌如图3所示。由图3可以看出，近表面细晶区一次枝晶、二次枝晶均较细，主枝晶生长方向各异，二次枝晶间距约80μm；柱状晶区主枝晶均沿着“径向”向芯部生长，一次枝晶、二次枝晶均较粗，二次枝晶间距约300μm；中心等轴晶区域二次枝晶间距约500μm；根据二次枝晶间距经验公式[9-10]，二次枝晶间距与冷却速度成正比。结晶首先从结晶器壁处开始，在结晶器壁极大的过冷度、非均匀形核的条件下，产生大量晶核，并同时向各个方向生长，相邻晶核很快彼此相遇，不能继续生长，形成近表面细晶区。随着凝固的继续进行，过冷度逐渐降低，温度梯度变得平缓，不具备形成新晶核条件，但固液界面处某些小晶粒得到继续长大，由于垂直于结晶器壁方向散热最快，因而晶体沿其相反方向择优生产成柱状晶。随着柱状晶的发展，经过散热，芯部未凝固钢液温度已将至熔点以下，在加上液态钢液中夹杂物等因素，为非均匀形核创造了条件，于是在整个剩余液体中同时形核，又由于垂直于结晶器壁方向散热速度的优势不再明显，散热已失去方向性，晶核在液体中可以自由生长，在各个方向上的长大速度差异不大，因此形成等轴晶。钢坯退火后近表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区的金相组织如图4所示。结合图3和图4可以看出，图3中一次枝晶、二次枝晶主干白色相为铁素体相，枝晶间黑色和灰色组织为珠光体组织。上述组织差异主要是由于凝固过程中随着凝固进行，溶质元素在固相中的溶解度较低，溶质元素向液相析出，导致先凝固的枝晶干溶质元素低，后凝固的枝晶间区域溶质元素高，铁素体在低合金区域易形成，珠光体在高合金区域易形成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微合金钢连铸坯表面裂纹敏感性预测模型[J]. 杜辰伟,兰鹏,汪春雷,张家泉. 中国冶金. 2019(07)
[2]薄板坯连铸连轧炼钢高效生产技术进步与展望[J]. 张剑君,毛新平,王春峰,朱万军. 钢铁. 2019(05)
[3]热宽带钢无头轧制技术进展及趋势[J]. 康永林,田鹏,朱国明. 钢铁. 2019(03)
[4]钢的包晶反应与铸坯裂纹敏感性的研究[J]. 张雪梅,汪洪峰,程乃良. 连铸. 2018(03)
[5]连铸坯内部裂纹缺陷的检验和分析[J]. 许庆太,杨撷光,吴春雷,马艳铭,孙中强. 连铸. 2015(05)
[6]浅谈GB/T 226《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》新旧版本的差异[J]. 王秀芳. 理化检验(物理分册). 2015(03)
[7]铸坯酸蚀检验法在板坯生产中的应用[J]. 郑伟栋,唐志军,郝强,李燕青. 连铸. 2011(02)
博士论文
[1]电渣重熔过程凝固数学模拟及新渣系研究[D]. 董艳伍.东北大学 2008
本文编号：3419408
【文章来源】：连铸. 2020,(04)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
连铸圆坯低倍铸态组织形貌
取铸坯表面细晶区20mm×20mm横向样品，经精磨、抛光后使用硝酸酒精进行腐蚀，腐蚀后组织形貌如图2所示。结合图1和图2组织尺寸、形态、分布分析认为，图1中表面细晶区显示的黑色网状组织为图2中呈现的白色铁素体网。该网状为钢液经过匀晶转变、包晶反应[6-8]等过程形成的原始凝固奥氏体晶粒的晶界。3.2 钢坯金相组织分析
对铸坯近表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区分别取30mm×30mm横向样品，并按930℃加热、保温时间约30min后随炉冷却的退火工艺进行退火。退火后样品使用苦味酸进行腐蚀，酸液温度为70℃，腐蚀时间为20min。腐蚀后铸坯近表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶的枝晶形貌如图3所示。由图3可以看出，近表面细晶区一次枝晶、二次枝晶均较细，主枝晶生长方向各异，二次枝晶间距约80μm；柱状晶区主枝晶均沿着“径向”向芯部生长，一次枝晶、二次枝晶均较粗，二次枝晶间距约300μm；中心等轴晶区域二次枝晶间距约500μm；根据二次枝晶间距经验公式[9-10]，二次枝晶间距与冷却速度成正比。结晶首先从结晶器壁处开始，在结晶器壁极大的过冷度、非均匀形核的条件下，产生大量晶核，并同时向各个方向生长，相邻晶核很快彼此相遇，不能继续生长，形成近表面细晶区。随着凝固的继续进行，过冷度逐渐降低，温度梯度变得平缓，不具备形成新晶核条件，但固液界面处某些小晶粒得到继续长大，由于垂直于结晶器壁方向散热最快，因而晶体沿其相反方向择优生产成柱状晶。随着柱状晶的发展，经过散热，芯部未凝固钢液温度已将至熔点以下，在加上液态钢液中夹杂物等因素，为非均匀形核创造了条件，于是在整个剩余液体中同时形核，又由于垂直于结晶器壁方向散热速度的优势不再明显，散热已失去方向性，晶核在液体中可以自由生长，在各个方向上的长大速度差异不大，因此形成等轴晶。钢坯退火后近表面细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区的金相组织如图4所示。结合图3和图4可以看出，图3中一次枝晶、二次枝晶主干白色相为铁素体相，枝晶间黑色和灰色组织为珠光体组织。上述组织差异主要是由于凝固过程中随着凝固进行，溶质元素在固相中的溶解度较低，溶质元素向液相析出，导致先凝固的枝晶干溶质元素低，后凝固的枝晶间区域溶质元素高，铁素体在低合金区域易形成，珠光体在高合金区域易形成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微合金钢连铸坯表面裂纹敏感性预测模型[J]. 杜辰伟,兰鹏,汪春雷,张家泉. 中国冶金. 2019(07)
[2]薄板坯连铸连轧炼钢高效生产技术进步与展望[J]. 张剑君,毛新平,王春峰,朱万军. 钢铁. 2019(05)
[3]热宽带钢无头轧制技术进展及趋势[J]. 康永林,田鹏,朱国明. 钢铁. 2019(03)
[4]钢的包晶反应与铸坯裂纹敏感性的研究[J]. 张雪梅,汪洪峰,程乃良. 连铸. 2018(03)
[5]连铸坯内部裂纹缺陷的检验和分析[J]. 许庆太,杨撷光,吴春雷,马艳铭,孙中强. 连铸. 2015(05)
[6]浅谈GB/T 226《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》新旧版本的差异[J]. 王秀芳. 理化检验(物理分册). 2015(03)
[7]铸坯酸蚀检验法在板坯生产中的应用[J]. 郑伟栋,唐志军,郝强,李燕青. 连铸. 2011(02)
博士论文
[1]电渣重熔过程凝固数学模拟及新渣系研究[D]. 董艳伍.东北大学 2008
本文编号：3419408
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3419408.html
