【摘 要】
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齿轮钢是量大面广的特殊钢,是制造汽车齿轮、工业齿轮、齿轮装置等传动系统零部件的重要材料,齿轮钢需要有高的可靠性、长寿性、抗冲击、耐磨损等性能。通过加强齿轮钢冶金质量控制,可以改善其工艺性能和使用性能,提高产品质量稳定性,从而实现高性能化。通过铸坯凝固机理研究,分析铸坯凝固的微观组织生长和演变过程,对优化连铸现场工艺具有重大意义。本论文将42CrMo齿轮钢连铸小方坯作为研究对象,分别进行红外测温实验
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齿轮钢是量大面广的特殊钢,是制造汽车齿轮、工业齿轮、齿轮装置等传动系统零部件的重要材料,齿轮钢需要有高的可靠性、长寿性、抗冲击、耐磨损等性能。通过加强齿轮钢冶金质量控制,可以改善其工艺性能和使用性能,提高产品质量稳定性,从而实现高性能化。通过铸坯凝固机理研究,分析铸坯凝固的微观组织生长和演变过程,对优化连铸现场工艺具有重大意义。本论文将42CrMo齿轮钢连铸小方坯作为研究对象,分别进行红外测温实验、低倍检验实验、枝晶腐蚀实验以及晶粒腐蚀实验,加之数值模拟技术,研究了42CrMo齿轮钢连铸小方坯的凝固行为和微观组织结构,对其铸坯凝固组织生长行为和演变规律进行分析和归纳总结,探究了当过热度、拉速不同时组织的生长变化规则,研究的主要内容和取得的研究成果如下:（1）采用红外测温法对铸坯表面中心进行测温,二冷室出口到拉矫机之间三个位置处的检测点温度分别为1032.9℃、1002.4℃和990.1℃。（2）采用低倍腐蚀技术研究铸坯表面的枝晶结构,统计各晶区面积分别为:表层细晶区13.46cm2、柱状晶区21.93cm2、混晶区19.87cm2、等轴晶区12.8cm2。（3）进行枝晶腐蚀实验,距铸坯表面距离为15mm、35mm、55mm和75mm处的二次枝晶臂间距值依次为78.56μm、126.37μm、159.64μm、197.73μm。（4）进行晶粒腐蚀试验,距铸坯表面距离为15mm、45mm和75mm处平均晶粒面积依次为 0.50 mm2、0.91 mm2、1.63mm2。（5）使用ProCAST软件对42CrMo钢连铸过程凝固传热进行数值模拟,在不同过热度和拉速条件下铸坯表面中心温度、中心温度、固液相等温线呈现出规律的变化。另外,随距弯月面距离的增加,铸坯表面中心温度呈降低趋势,与实验规律相吻合。（6）使用ProCAST软件中的CA-FE组织模拟模块,模拟不同拉速和过热度条件下铸坯的微观组织结构,得出变化规律。将组织模拟结果与实验结果进行对比,模拟组织生长状况与实验观察所得相吻合。
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