改善55SiCrA弹簧钢小方坯内部质量的试验研究

清源泉

55SiCrA弹簧钢为中高碳合金钢，固液两相区较大，铸坯易出现柱状晶发达，中心碳偏析、中心疏松和缩孔严重的情况。大量的实践证明，结晶器电磁搅拌可扩大中心等轴晶率，使中心凝固组织致密，从而减少中心疏松，缩孔以及中心偏析。结晶器电磁搅拌通过在结晶器内产生电磁力使钢液强制旋转运动，在实际生产中，当结晶器电磁搅拌器确定以后，搅拌电流和频率是2个主要的控制参数。

     北京科技大学的学者针对某厂55SiCrA弹簧钢小方坯连铸坯存在的中心等轴晶率低、比较严重的中心碳偏析、中心疏松和缩孔等内部质量问题，系统研究了不同电磁搅拌工艺参数对断面150mm×150mm结晶器内磁场特性的影响，并通过工业试验研究了结晶器电磁搅拌（M-MES）电流和频率对宏观凝固组织和铸坯碳偏析的影响。研究结果表明：结晶器电磁搅拌（M-MES）电流增大，中心等轴晶率提高，铸坯中心碳偏析减小；搅拌频率对等轴晶率和铸坯中心碳偏析的影响呈非线性；优化最佳匹配的电磁搅拌电流和频率分别为320A和3.5Hz时，中心等轴晶率从18.5％增加到32.5％，中心碳偏析指数从1.23降低到1.04，消除了中心缩孔和角部裂纹，铸坯内部质量有明显的改善。