非调质钢的形变强化

通过对非调质钢进行一系列形变，如热形变、冷形变、温形变等，可以改善其综合力学性能。形变最主要的是影响钢的回复与再结晶过程。形变量是再结晶的驱动力，形变量越大，再结晶的驱动力越大，晶粒长大的趋势也越强。晶粒一旦长大，强度方面不难控制，但是对非调质钢的韧性十分不利。现在一般认为，钢的形变分为热形变、温形变和冷形变。其中，实际工艺条件下，多数情况下讨论的大多是热形变。热形变通过不同的热形变条件来对钢的组织性能产生影响。热形变条件一般包括加热温度、形变温度（加工温度）、形变量和冷却速度。实际中，对生产有实际意义的往往是加热温度和冷却速度。

伊朗学者M.Jahazi，B.Eghbali曾做过冷却速度方面的相关研究。其实验过程是：（1）将小方坯制为直径为55mm的圆棒，分别采用V、V-Ti微合金化；

（2）在感应炉中，1200℃下固溶强化5min。然后在2500t的压力下轧制（温度范围为1100～1000℃）；

（3）轧后分别在流动空气中、静止空气中以及绝缘箱中进行冷却。

结果发现，在1070℃下进行轧制时，提高冷却速度，所得铁素体晶粒更细小，在基体相中的体积分数也相应的提高。由于1070℃温度正处于奥氏体再结晶温度区间内，此时，若冷却速度过低，则在奥氏体向铁素体转变前将发生再结晶甚至是晶粒的长大；若冷却速度过高，则容易出现网状铁素体，且尺寸不均匀。他们得到了一个经验公式：

dα＝11.7＋0.14dγ＋3707R-1/2

dα¬——铁素体晶粒的尺寸（mm）；

dγ——奥氏体晶粒尺寸（mm）；

R——冷却速度（℃/s）。

该公式为经验公式，它由C-Mn钢实验得到，但是在这两位学者的研究中却得到了很好的验证。他们基于自己的研究，另一方面结合其他学者的研究，认为V、Ti析出相的有益作用的发挥取决于冷却速度的选择。因此，他们又接着做了一系列实验，以确定使沉淀强化、铁素体晶粒细化{zj0}时的{zy}化冷却速度。其实验结果为：当冷却速度为7℃/s时，沉淀强化与铁素体细化的效果{zj0}。

齿轮钢连铸不能实行高拉速、宽过热度工艺的原因

齿轮钢连铸坯轧材很容易发生严重的带状组织，尤其是用连铸大方坯。

这是由于铸坯在凝固过程中形成枝晶偏析（选择结晶）而后在轧制过程中辗成，这种带状组织特别容易造成严重混晶。

过热度高、拉速快很容易引发枝晶偏析，因此齿轮钢连铸通常应采用较低过热度、拉速不能太快，{zh0}应配备结晶器电磁搅拌。

高碳钢碳偏析的工艺改进

高碳钢碳偏析会导致成材在力学检测时性能不合格现象,主要是断面收缩率指标低，且出现脆断及断夹头的情况。拉力断口的大多数形态是：断面中心有一圆形黑心，然后呈放射状发散，近乎无剪切唇。金相分析得出，中心网状渗碳体约为3.5级，而黑圈应为中心高碳的宏观表现，碳偏析严重。

中心碳偏析常采用两种方法：1使用凝固末断电磁搅拌和轻压下技术。2通过技术工艺调整，如大比水量工艺。前者安装设备，后者调整工艺，对无空间安装设备的较为合适，需要找到合适的过热度、拉速匹配制度及比水量。

1过热度。30℃过热度铸坯过热度的情况，其低倍组织及碳偏析要远远优于40℃和50℃。过热度的降低可以得到良好的铸态组织并减轻碳元素偏析，考虑到钢水的可浇性，应控制在30℃内。

2比水量。大比水量会人为造成柱状晶搭桥，但不会出现疏松，这样碳元素在来不及偏析的情况下就已经凝固。难点在柱状晶的发展要介于搭桥与未搭桥之间，且保持一定的等轴晶带。发现在大比水量加在足辊段，而其他段让采用元来的弱冷方式，较为可行。

3拉速。拉速的频繁会造成卷渣，对产品的拉拔性能不利，合理的拉速对铸坯的质量影响很大，拉速与温度是匹配的，发现在1500℃时，匹配的拉速为2m/min。

此外，还应加强中间包的保温。可采用覆盖剂和碳化稻壳相结合的双覆盖渣。起到净化铁水和保温的双重作用。

以上措施在国内新余钢铁公司得到措施，效果良好，解决了高碳钢SWRCH72B的碳偏析问题，线材断丝率，断面收缩率得到了显著提高。