超潔淨與均質化高鐵軸承鋼連鑄坯生產套用基礎研究

《超潔淨與均質化高鐵軸承鋼連鑄坯生產套用基礎研究》是依託東北大學，由朱苗勇擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：超潔淨與均質化高鐵軸承鋼連鑄坯生產套用基礎研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：朱苗勇
• 依託單位：東北大學

中文摘要

針對我國高鐵軸承鑄坯母材與使用性能間定量化研究空白、潔淨度與均質化控制不理想的瓶頸問題，通過創新研究軸承鋼夾雜物與碳化物對高鐵軸承使用性能的定量關係，冶煉過程夾雜物形成、演變與去除機理，連鑄軸承鋼凝固組織生長、碳化物析出機制及演變規律，建立軸承鋼夾雜物與碳化物的種類、數量、尺寸、分布等對高鐵軸承疲勞性能影響的定量關係以及高鐵軸承鑄坯母材無害化使用的夾雜物與碳化物評級標準，揭示超潔淨軸承鋼冶煉過程夾雜物生成、演變與去除機理，開發形成涵蓋LF精煉新渣系、RH吹煉新模式與中間包感應加熱通道吹氬新技術等超潔淨軸承鋼冶煉新工藝技術，闡明軸承鋼連鑄過程不同區域碳化物析出與演變規律，開發形成鑄坯柱狀晶間、凝固末端前沿與縮孔通道大尺寸碳化物析出的二冷、電磁攪拌、重壓下靶向分級協同控制新技術，奠定我國高鐵軸承鋼高潔淨與均質化高效穩定連鑄坯生產的理論與技術基礎，並實施工業化套用。

結題摘要

本項目圍繞高鐵軸承鋼鑄坯母材生產過程的鋼液超潔淨化（夾雜物控制）與鑄母材均質化（碳化物析出控制）控制的需要，針對當前夾雜物細小化與均勻化、大尺寸夾雜物控制穩定性差而直接制約高鐵軸承鋼超潔淨化的實際，重點開展高鐵軸承鋼生產過程中夾雜物的形成與演變及去除機理、高效率去夾雜物精煉工藝和中間包冶金新技術研究，同時聚焦制約高品質軸承鋼均質化生產的鑄坯凝固過程宏微觀偏析行為機制、晶間碳化物析出與生長機制、凝固縮孔演變規律及其控制技術開展研究工作。項目揭示並掌握了高品質軸承鋼冶煉過程不同反應器內夾雜物生成、演變與去除機理，發現轉爐鋼中的夾雜物也是夾雜物的重要來源，固態夾雜物相比液態夾雜物更容易去除，軸承鋼中的大型夾雜物與引流砂有明顯關聯，鋼包掛渣對鋼液的潔淨度有重要的影響，開發形成了涵蓋LF精煉新渣系、冶煉鋼包周轉制度、RH吹煉新模式及弧形通道感應加熱中間包等新技術在內的超潔淨化軸承鋼冶煉新工藝；項目闡明了軸承鋼凝固組織與巨觀偏析形成機理、演變規律以及碳化物分布特徵，揭示了工藝參數對鑄坯枝晶結構的影響規律，發現軸承鋼鑄坯V型偏析區域較寬且存在孤立孔偏析，塌落等軸晶間通道內的鋼液流動是主因，冷卻速率控制對碳化物的均勻性至關重要，電磁攪拌、壓下等外場作用對凝固過程的溶質傳輸、晶粒形核與遷移等產生重要影響，研發提出了枝晶間、凝固末端前沿與縮孔通道大尺寸碳化物的二冷、電磁攪拌和重壓下分級協同控制新技術。項目通過研究，解決了對高品質軸承鋼鑄坯母材生產具有決定性影響的鑄坯潔淨化、均質化所涉及的基本科學問題，通過與企業合作，實現了高品質軸承鋼的穩定與高效化生產。項目發表論文40篇，其中SCI收錄21篇（MMTB 13篇、MMTA 2篇）；申請發明專利14項，其中授權8項；獲得省部級科技獎勵3項（一等獎2項、自然科學二等獎1項）；2項與本項目相關的科研成果成功實施轉化套用；培養博士和碩士研究生共15人。