齿轮钢铸态点状偏析及其在热轧棒材中的演变

摘要

对齿轮钢铸坯中的点状偏析和轧材中的带状偏析缺陷进行了实验研究以探究其相关性。利用低倍侵蚀、枝晶侵蚀、电子探针和特征参数统计计算等方法,研究了点状偏析和带状缺陷的形貌特征、位置分布及元素分布规律,分析了2者之间的演变规律和差异,并讨论了带状缺陷的成因及其热处理消除的可能性。实验结果表明,起源于凝固过程的点状偏析主要分布在铸坯中心等轴晶区域,偏析点内合金元素表现为显著的正偏析。带状缺陷表现为单条型带和聚合型带,轧材中心区域的带状缺陷在位置及元素分布规律上都与铸态点状偏析具有对应性。统计与扩散计算表明,枝晶偏析和相互独立的点状偏析在轧制过程中被压延形成单条型的带状缺陷;一种相互连接的复杂形貌点状偏析经轧制塑性变形后将形成聚合型带,从而导致轧材带状缺陷的条数多于点状偏析的数量。对于带宽约40μm以下的带状缺陷,1200℃保温热处理工艺可以减轻其中的偏析程度;但对于约40μm以上的粗大带状缺陷,后续热处理改善效果有限,必须从连铸源头铸态组织控制着手。