超声波熔体处理对铸造35CrMo钢铸锭显微疏松的影响.pdf

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1、垂篙帅嚣Sep．2016VOI．65NO．9超声波熔体处理对铸造35CrMo钢铸锭显微疏松的影响梁根L2，石琛L2，周亚军12-，毛大恒L2，肖常安s(1．中南大学机电工程学院，湖南长沙410083；2．中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083；3．湖南长高新材料股份有限公司，湖南株洲412000)摘要：利用光学显微镜(oM)分析测试方法研究了超声波熔体处理(usT)对铸造35crMo钢铸锭显微疏松缺陷的影响。结果表明，超声波处理能显著减少铸锭中的显微疏松，疏松百分比明显减少；铸锭不同部位显微疏松减少程度不同，超声波对靠近工具头熔

2、体区域显微疏松减少效果更明显。关键词：超声波处理；铸造；35CrMo钢；显微疏松中图分类号：TG261文献标识码：A文章编号：1001—4977(2016)09—0886—04TheEffectofUltrasonicMeltTreatmentonMicroporosityin35CrMoSteelCastingIngotLIANGGenl一，SHIChenl一，ZHOUYa-junl一，MAODa—hen91一，XIAOChang—an3(t．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSo

3、uthUniversity，Changsha410083，Hunan，China；2．StateKeyLaboratoryofHighPerformanceComplexManufacturing，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China；3．HunanChanggaoNewMaterialsCo．，Ltd．，Zhuzhou412000，Hunan，China)Absa．aet：Theeffectofultrasonicmelttreatment(USl)onmicroporositydef

4、ectsof35CrMosteelingotcastingwasstudiedbyopticalmicroscope(OM)．Theexperimentalresultsshowthatultrasonictreatmentcansignificantlyreducethemicroporositiesiningotcasting．Thereductiondegreeofmicroporositiesatdifferentpositionsisdifferent．Microporositiesatthecenterpartoftheingotwer

5、eobviouslyreduced．Keywords：ultrasonictreatment；casting；35CrMosteel；microporosities在钢锭或铸件的凝固过程中，钢锭或铸件表层凝固速度较快，而在钢锭中心轴线部位或铸件厚大部位的钢液凝固较慢。由于逐层凝固收缩，钢锭的中心轴线部位最后凝固，导致在钢锭轴线部位产生缩孑L疏松。在这些疏松区域，钢锭的塑性、韧性、强度等力学性能将会有很大起伏，导致此处的力学性能的连续性被中断，从而严重影响钢的质量和使用性能。超声波处理作为～种新的改善材料性能的技术，被广泛应用于金属凝固成形过程中。诸

6、多研究发现，超声波处理具有细化晶粒组织、减少疏松、除气等【l-习作用，从而增强材料力学性能。然而，关于超声波处理技术的研究大多集中于有色金属中睁101，在高温合金钢中的应用较少，一个主要原因是超声波在高温熔体中易腐蚀，超声波导人困难。Liu等⋯1从侧面将超声波导入熔体，研究了不同超声波功率对T10钢凝固组织、宏观偏析、力学性能及抗腐蚀性能的影响。虽然这种导人方法避免了超声波工具头的腐蚀，但是超声波能量传输较低。李杰等【12】研究了适合在高温合金中的超声波工具头材料，得出Mo—A1：O，一ZrO：金属陶瓷管既能承受较强的超声振动，又能抵抗高温钢液的熔

7、蚀，可以作为处理高温钢液的工具头材料。然而，这种方法仍然存在处理时间较短和材料制备困难的问题。Kang等【”]采用一种单元块方法实现超声波处理304不锈钢，研究了超声波处理对304不锈钢凝固组织的影响。尽管这种方法能够避免超声波工具头的熔蚀和超声波的能量衰减，但是由于试样较小，只能进行小规模试验。作者采用一种T型超声波导人方式，一种能够耐高温腐蚀的超声波工具头材料，研究了超声波处理对35CrMo钢铸造显微疏松缺陷的影响。结合35CrMo钢砂型铸造试验，研究了有无超声波处理时铸锭中显微疏松缺陷的情况。研究可为超声波在高温熔体处理应用提供参考，尤其对超

8、声波在大尺寸钢锭中的应用。基金项目：国家重点基础研究计划发展凇tJ(973)基金资助项目(2014CB046702)；中南