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42CrMo钢含碳量较高,在连铸时易产生中心偏析和中心疏松等质量问题,使得后续产品组织和性能不均匀,从而影响其使用性能。本课题以42CrMo作为研究对象,通过优化连铸工艺参数提高铸坯等轴晶率和采用合理的轻压下来改善铸坯的中心偏析,提高铸坯内部质量。本文首先采用Gleeble对42CrMo铸坯的高温力学性能进行测试,分析了温度对铸坯强度和塑性的影响,通过扫描电镜对拉伸试样断口形貌进行观察分析,采用金相电子显微镜对拉断连铸坯试样的纵截面进行金相组织观察,以分析不同温度下42CrMo铸坯断裂机理;其次通过凝固组织数值模拟了连铸工艺参数(过热度,拉坯速度以及二冷强度)对42CrMo铸坯凝固组织的影响,并分析了连铸工艺参数与铸坯等轴晶率的定量关系。最后计算连铸工艺参数对42CrMo铸坯轻压下位置、压下量的影响,并得到了连铸工艺参数与压下位置的定量关系。由42CrMo铸坯高温力学性能测试结果知在850 ℃-1150 ℃温度区间内铸坯塑性最好,是其高温塑性区;其第III脆性温度区为650 ℃-825 ℃。所以连铸过程中应避开此温度范围,控制铸坯的表面温度在850 ℃-1150℃;其中高温塑性区的断裂机制主要表现为塑性断裂,第III脆性温度区的断裂机制主要表现为沿晶断裂的断裂特征,为脆性断裂。随过热度增加,二冷强度的增加,拉坯速度的增加,42CrMo铸坯的等轴晶率随之降低,它们之间的定量关系式分别为:y= 99.69-0.18△T-2.14△r2;4 y = 99.18-9.18W-1.62W2;y=95.4 + 1.99V-2.232。比较发现过热度对42CrMo铸坯等轴晶率的影响最大,其次是二冷强度以及拉坯速度。要提高42CrMo铸坯等轴晶率,减少其中心偏析,应采用降低过热度以及弱二冷强度和低拉坯速度连铸工艺。42CrMo铸坯轻压下位置与过热度和拉坯速度呈线性增加关系,定量关系式分别为:Lfs0.5 =15.41 + 0.035△T;Lfs0.91=17.37+0.03△T;Lfs0.5 =-3.958 + 20.11V;Lfs0.95 =-5.158 + 23.13V。二冷强度与42CrMo轻压下位置呈线性下降关系,定量关系式为:Lfs0.5 =18.67-2.58W;Lfs0.95 =21.66-3.50W。比较发现拉坯速度对42CrMo铸坯压下位置的影响最大,其次是二冷强度,然后根据压下区间坯壳厚度,结合临界应变可计算得到轻压下的压下量。通过连铸工艺参数和压下位置的定量关系式,有助于工厂在调整连铸工艺参数时快速方便地制定轻压下参数。基于以上研究结果,优化连铸工艺参数,即降低过热度,选择弱的二冷强度以及拉坯速度,优化42CrMo铸坯轻压工艺参数,结果检测发现42CrMo铸坯中心偏析和中心疏松得到改善,符合技术条件要求。