發(fā)布時間：2020-11-09 01:25

　　 42CrMo鋼含碳量較高,在連鑄時易產(chǎn)生中心偏析和中心疏松等質(zhì)量問題,使得后續(xù)產(chǎn)品組織和性能不均勻,從而影響其使用性能。本課題以42CrMo作為研究對象,通過優(yōu)化連鑄工藝參數(shù)提高鑄坯等軸晶率和采用合理的輕壓下來改善鑄坯的中心偏析,提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。本文首先采用Gleeble對42CrMo鑄坯的高溫力學(xué)性能進行測試,分析了溫度對鑄坯強度和塑性的影響,通過掃描電鏡對拉伸試樣斷口形貌進行觀察分析,采用金相電子顯微鏡對拉斷連鑄坯試樣的縱截面進行金相組織觀察,以分析不同溫度下42CrMo鑄坯斷裂機理;其次通過凝固組織數(shù)值模擬了連鑄工藝參數(shù)(過熱度,拉坯速度以及二冷強度)對42CrMo鑄坯凝固組織的影響,并分析了連鑄工藝參數(shù)與鑄坯等軸晶率的定量關(guān)系。最后計算連鑄工藝參數(shù)對42CrMo鑄坯輕壓下位置、壓下量的影響,并得到了連鑄工藝參數(shù)與壓下位置的定量關(guān)系。由42CrMo鑄坯高溫力學(xué)性能測試結(jié)果知在850 ℃-1150 ℃溫度區(qū)間內(nèi)鑄坯塑性最好,是其高溫塑性區(qū);其第III脆性溫度區(qū)為650 ℃-825 ℃。所以連鑄過程中應(yīng)避開此溫度范圍,控制鑄坯的表面溫度在850 ℃-1150℃;其中高溫塑性區(qū)的斷裂機制主要表現(xiàn)為塑性斷裂,第III脆性溫度區(qū)的斷裂機制主要表現(xiàn)為沿晶斷裂的斷裂特征,為脆性斷裂。隨過熱度增加,二冷強度的增加,拉坯速度的增加,42CrMo鑄坯的等軸晶率隨之降低,它們之間的定量關(guān)系式分別為:y= 99.69-0.18△T-2.14△r2;4 y = 99.18-9.18W-1.62W~2;y=95.4 + 1.99V-2.232。比較發(fā)現(xiàn)過熱度對42CrMo鑄坯等軸晶率的影響最大,其次是二冷強度以及拉坯速度。要提高42CrMo鑄坯等軸晶率,減少其中心偏析,應(yīng)采用降低過熱度以及弱二冷強度和低拉坯速度連鑄工藝。42CrMo鑄坯輕壓下位置與過熱度和拉坯速度呈線性增加關(guān)系,定量關(guān)系式分別為:L_(fs0.5) =15.41 + 0.035△T;Lfs0.91=17.37+0.03△T;L_(fs0.5) =-3.958 + 20.11V;L_(fs0.95) =-5.158 + 23.13V。二冷強度與42CrMo輕壓下位置呈線性下降關(guān)系,定量關(guān)系式為:L_(fs0.5) =18.67-2.58W;L_(fs0.95) =21.66-3.50W。比較發(fā)現(xiàn)拉坯速度對42CrMo鑄坯壓下位置的影響最大,其次是二冷強度,然后根據(jù)壓下區(qū)間坯殼厚度,結(jié)合臨界應(yīng)變可計算得到輕壓下的壓下量。通過連鑄工藝參數(shù)和壓下位置的定量關(guān)系式,有助于工廠在調(diào)整連鑄工藝參數(shù)時快速方便地制定輕壓下參數(shù)。基于以上研究結(jié)果,優(yōu)化連鑄工藝參數(shù),即降低過熱度,選擇弱的二冷強度以及拉坯速度,優(yōu)化42CrMo鑄坯輕壓工藝參數(shù),結(jié)果檢測發(fā)現(xiàn)42CrMo鑄坯中心偏析和中心疏松得到改善,符合技術(shù)條件要求。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TF777
【部分圖文】：

圖 1.1 鑄坯凝固末端兩相區(qū)示意圖.1 Sketch of mushy zone in solidification end of 補充因凝固而產(chǎn)生的體積收縮，如果壓心偏析和疏松，壓下量過大會造成鑄坯軸輥的壽命。但是直接通過坯殼的前后為了更加準(zhǔn)確的計算總壓下量，許多學(xué)壓下量，即壓下效率。下對未凝固的鋼鐵的偏析和變形行為得響，壓下量與壓下位置處的液芯厚度成大的壓下量都不能改善中心偏析，并且下率壓下單位時間內(nèi)的壓下量，合適的壓下的濃縮鋼液。壓下速率過小時，即小于

圖 2.1 42CrMo 鑄坯應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 2.1 Stress -strain curve of 42CrMo slabCrMo鑄坯的強度分析42CrMo 鑄坯的抗拉強度2.2 為溫度-抗拉強度的變化曲線。如圖所示，550 ℃左右時的抗8 MPa，隨著溫度的增高，抗拉強度逐漸降低，并且幅度很大725 ℃時，在 725 ℃~775 ℃之間出現(xiàn)一個小的平臺，抗拉強度其趨勢有所減緩，當(dāng)溫度提高 950 ℃時，抗拉強度的降低趨 1300 ℃時，抗拉強度降到最低為 10.3 MPa�？梢钥闯� 42CrM況下受力容易超過最大應(yīng)力值，發(fā)生非均勻塑性變形，產(chǎn)生材料的抗拉強度隨著溫度的升高而降低，這是由于在拉伸過增高，原子內(nèi)部運動變得劇烈，原子內(nèi)部能增大，導(dǎo)致原子，因此，42CrMo 的抗拉強度隨著溫度的升高而降低。

圖 2.2 溫度對 42CrMo 鑄坯抗拉強度的影響Fig. 2.2 Effect of temperature on tensile strength of 42CrMo slab(2) 42CrMo 鑄坯的屈服強度如圖 2.3 屈服強度-溫度所示，在 550 ℃~675 ℃的溫度范圍內(nèi)，42CrMo的屈服強度下降的趨勢較大，在 725 ℃~825 ℃的溫度范圍內(nèi)，其屈服強度的一定范圍內(nèi)的回升，在 825 ℃~1300 ℃的溫度內(nèi)，隨著溫度的增加，其屈度隨之下降，在 1300 ℃時的屈服強度為 5.7 MPa�？梢钥闯�，在高溫的情，42CrMo 鑄坯抵抗外力的能力較弱，容易發(fā)生均勻塑性變形。在 42CrMo其屈服強度隨著溫度的提高而不斷降低，且其屈服強度具有強烈的溫度效應(yīng)是由于點陣阻力對溫度十分敏感，隨著溫度的升高，點陣阻力增大，而對 屬來說，其屈服強度具有很強的溫度效應(yīng)是點陣阻力起主要作用而導(dǎo)致的
【參考文獻】

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本文編號：2875664