1、軸承鋼，主要被用來生產滾動軸承的套圈、滾動體等，由于其含碳量高，使得凝固過程中固液界面前沿糊狀區(qū)的范圍大，導致鋼液滲透率的增加，易偏析元素向中心富集，使得其凝固后中心偏析等內部質量問題嚴重。這些內部缺陷的產生，嚴重限制了軸承鋼的應用范圍與使用壽命。因此，通過改進軸承鋼的生產工藝來提高其內部質量顯得尤為重要。在連鑄過程中，合理的過熱度可以減少中心偏析的發(fā)生。為了保證連鑄過程順利進行并保證產品質量，鋼液過熱度必須準確控制。
　　本研究

2、以不同過熱度下（20℃、25℃、35℃）國內某鋼廠澆鑄的 GCr15連鑄方坯為研究對象，來探討過熱度對其內部質量的影響。首先測量各試樣的等軸晶率，發(fā)現GCr15連鑄方坯等軸晶率隨過熱度的降低而增加。為了減小不同等軸晶率造成的影響，在GCr15連鑄方坯橫斷面的中心位置選取了30mm×30mm區(qū)域作為中心等軸晶區(qū)域，用該區(qū)域的質量來反映其內部質量。在此基礎上，引入了偏析率、大型偏析點面積等指標來衡量中心等軸晶區(qū)域的質量，同時測量了中心等軸晶

3、區(qū)SDAS。并發(fā)現不同過熱度下，GCr15連鑄方坯的偏析率、大型偏析點面積與中心等軸晶區(qū) SDAS均在過熱度為25℃時取得最小值。表明過熱度25℃時，GCr15連鑄方坯中心等軸晶區(qū)域質量優(yōu)于過熱度為20℃與35℃時GCr15連鑄方坯中心等軸晶區(qū)域的質量。最后，為了解釋該現象，利用ANSYS模擬軟件，求解出了不同過熱度下GCr15連鑄方坯凝固過程的溫度場，進而求出其中心凝固時間tMcentre、前期凝固時間tMearlier與后期凝固時間

4、tMlater。發(fā)現，中心等軸晶區(qū)SDAS隨后期凝固時間tMlater而非中心凝固時間tMcentre的縮短而減小，即用中心凝固時間tMcentre來表征中心等軸晶區(qū)SDAS存在一定的誤差，主要在于中心凝固時間tMcentre的前半程即前期凝固時間tMearlier存在一定的失效性：由于碳元素在中心處富集和對流的存在，鋼液溫度降至液相線以下的某段時間內鋼液中并未出現二次分枝，這段無效的時間包含在前期凝固時間 tMearlier里。同時表

5、明后期凝固時間的縮短可以提高GCr15連鑄方坯中心等軸晶區(qū)域的質量。在對GCr15連鑄方坯分析的基礎上，在實驗室條件下開展熱態(tài)模擬實驗，來研究過熱度及相關凝固條件對實驗鋼樣質量的影響，為實際澆鑄過程中過熱度的選取及連鑄過程工藝的優(yōu)化提供一定的參考。實驗過程中，設置一個基準試樣，該試樣由加熱溫度降到固相線溫度各階段冷卻速度參照 GCr15連鑄方坯中心位置凝固過程溫度場變化制定，在此基礎上改變加熱溫度和降溫凝固過程各階段的冷卻速度來研究凝固

6、條件對各試樣凝固組織的影響。發(fā)現，在過熱度消除階段和前期凝固階段增加冷卻速度，可以使得凝固組織形貌由胞狀晶轉為樹枝晶，只增加后期凝固階段的冷卻速度，試樣凝固組織基本保持了基準試樣的形貌，以胞狀晶為主；各試樣加熱溫度相同時，增加前期凝固階段與后期凝固階段冷卻速度均可以提高試樣凝固組織的致密性，但增加前期凝固階段冷卻速度效果更加明顯，考慮到熱態(tài)模擬實驗與實際澆鑄過程的區(qū)別，進一步證明了前期凝固時間tMearlier來表征其內部質量質量失效性