真空感應(yīng)冶煉一般采用模鑄工藝，鋼錠質(zhì)量的好壞對(duì)其性能有非常大的影響。本文針對(duì)鋼錠常見(jiàn)缺陷進(jìn)行成因分析，通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)方案，采取選用合適的保溫冒口、添加保溫劑、降低中間包中鋼液面的高度、提高澆注前期的澆注速度、提高澆注過(guò)程中攪拌功率等辦法來(lái)提高鋼錠質(zhì)量。結(jié)果表明，硅酸鋁纖維型保溫冒口與保溫劑配合使用，鋼錠上部縮孔全部在冒口區(qū)域，且呈開(kāi)放集中型；盡可能快地使中間包內(nèi)鋼液面高度達(dá)到中間包的1/4 高度，鋼錠表面的冷豆缺陷及渣皮缺陷會(huì)大大減少；在澆注過(guò)程中提高攪拌功率可降低鋼錠的化學(xué)成分偏析。

　　由于在真空條件下冶煉可以避免大氣熔煉和澆注過(guò)程中產(chǎn)生的合金元素易氧化、燒損等問(wèn)題，從而可實(shí)現(xiàn)精確地控制化學(xué)成分，其還具有低的氣體含量、低的金屬夾雜物、低的有害雜質(zhì)含量等特點(diǎn)，使之成為精確控制化學(xué)成分、制備高純凈材料的重要手段。對(duì)于合金含量不高的鋼鐵材料，在澆注成鋼錠后，無(wú)須進(jìn)行電渣重熔或真空自耗等二次重熔，即可直接鍛軋成材。一般地，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)認(rèn)為在鋼鐵材料研發(fā)過(guò)程中，鋼錠質(zhì)量的好壞通常會(huì)對(duì)最終試驗(yàn)分析結(jié)果產(chǎn)生重大影響。鋼錠內(nèi)部缺陷主要有偏析、疏松和縮孔等，外部缺陷主要有冷豆和渣皮等，這些缺陷的形成與冶煉、澆注和凝固過(guò)程密切相關(guān)。本文以80kg 真空感應(yīng)爐制備50CrV 鋼錠為研究對(duì)象，對(duì)鋼錠常見(jiàn)缺陷(表面缺陷、上部縮孔、化學(xué)成份偏析)進(jìn)行成因分析，通過(guò)合理使用保溫冒口及冒口覆蓋劑、改變澆注工藝等方式，可以較大幅度地降低鋼錠缺陷。

　　1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及基本冶煉工藝

　　1.1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備為80kg 真空感應(yīng)爐，設(shè)備基本參數(shù)見(jiàn)表1。熔煉坩堝材質(zhì)主要成分為氧化鋁，鋼錠基本尺寸為下底邊長(zhǎng)×上底邊長(zhǎng)×高=130×165×450mm 的方錐型。

　　1.2、基本冶煉工藝

　　實(shí)驗(yàn)鋼種為50CrV，主要化學(xué)成分見(jiàn)表2。采用冷裝料法裝料，將經(jīng)過(guò)表面除銹烘干等處理的工業(yè)純鐵、全部的金屬鉻和碳加入爐內(nèi)，在真空下熔化后加入硅鐵合金和釩鐵合金，在一定真空度下精煉10 min，精煉結(jié)束后，充入1.5×10⁴Pa氬氣，加入金屬錳，待合金全部熔化后取樣分析化學(xué)成分，測(cè)溫并保溫5 min 后帶電出鋼。

表1 真空感應(yīng)爐設(shè)備參數(shù)

表2 50CrV 鋼的主要化學(xué)成分(wt.%)

　　3、結(jié)語(yǔ)

　　(1)保溫冒口的使用，改變了鋼錠的凝固順序，使上部最后凝固，起到了補(bǔ)縮效果，提高了產(chǎn)品成材率。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，硅酸鋁纖維型保溫冒口有著比漂珠型及普通砂型保溫冒口更優(yōu)異的保溫效果。三種保溫冒口中，只有硅酸鋁纖維型保溫冒口達(dá)到了使用要求。

　　(2)冒口覆蓋劑的使用大大降低了鋼錠頂部的冷卻速度，使鋼錠頂部鋼液更好地參與補(bǔ)縮，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品成材率。

　　(3)在盡可能地降低澆注水口到錠模底盤高度差的基礎(chǔ)上，降低中間包內(nèi)鋼液面的高度，可減少鋼錠表面冷豆缺陷發(fā)生的可能。

　　(4)提高澆注前期的澆注速度，使中間包內(nèi)鋼液面更快地達(dá)到中間包1/4 高度，可減少鋼錠表面的渣皮缺陷。

　　(5) 由于本實(shí)驗(yàn)鋼錠重量只有80kg 且鋼錠尺寸較小，因此化學(xué)成份偏析缺陷不嚴(yán)重。但是，由試驗(yàn)結(jié)果可知，在澆注過(guò)程中提高鋼液的攪拌功率并適當(dāng)降低澆注溫度可以降低鋼錠化學(xué)成分偏析缺陷產(chǎn)生的程度。此辦法可用在更易產(chǎn)生化學(xué)成分偏析的大鋼錠上。