过热度对轴承钢凝固组织整体形貌特征及渗透率的影响

曹江海^1,2，侯自兵^1,2，郭中傲^1,2，郭东伟^1,2，唐萍^1,2

1. 重庆大学材料科学与工程学院2. 重庆大学钒钛冶金及新材料重庆市重点实验室

摘 要：引入分形维数和比表面积对GCr15轴承钢连铸方坯的凝固组织整体形貌特征进行定量描述,并基于此计算枝晶通道的渗透率。结果表明,分形维数可描述凝固组织形貌的自相似复杂程度,比表面积可描述凝固组织的粗化程度。与高过热度（35℃）相比,低过热度（20℃）下生产的铸坯其分形维数较小,比表面积较大,且等轴晶区的渗透率较小;即低过热度时富集溶质的液相在枝晶间的流动阻力大,更有利于铸坯宏观偏析缺陷的控制。此外,为有效抑制高过热度时铸坯宏观偏析缺陷的形成,应在尽可能保证等温凝固的条件下通过调节工艺参数增大铸坯等轴晶区的冷却速率。

关键词：过热度;凝固组织;分形维数;比表面积;渗透率;轴承钢;