20CrNi2Mo钢中的Al含量控制

　　晶粒大小是齿轮钢的一项重要指标，齿轮钢晶粒度要求≥6级，通常是在冶炼时控制钢中残余铝含量达到细化晶粒的。对于20CrNi2Mo钢，研究发现：晶界上的AlN 对20CrNi2Mo 钢的晶粒长大倾向性起决定性作用。AlN质点是严格按化学比，即1:1的铝、氮原子比析出的。当钢中氮、铝原子数之比为1:1时，相对应的质量分数之比为14 /27，即约为0.52。当N/Al 比值小于或者接近0.52，20CrNi2Mo钢奥氏体晶粒度得到显著细化，同时晶粒细化也使该钢渗碳层的组织和性能得到了改善，要实现N/Al小于等于0.52，钢中Al 含量需控制在0.01% ～0.02%之间。

　　20CrNi2Mo 齿轮钢生产的一般工艺是：EBT初炼—LF精炼—VD(真空脱气)—VC(真空浇注) 。生产过程中Al含量控制要点：

　　1、电弧炉冶炼

　　冶炼时必须严格执行生铁用量，保证熔清C含量≥0.50%，控制电弧炉碳氧枪吹氧强度，终点C≥0.07%，避免钢液产生过度氧化；出钢严禁氧化渣进入精炼包，出钢过程吨钢随钢流加入0.5kg 铝、1 kg 硅铝钡钙块以及2 kg 硅铝钡钙粉进行预脱氧，为LF精炼工序提供良好的条件。

　　2、LF炉精炼

　　精炼过程熔渣碱度控制在2.5～3之间，熔渣中( FeO) ≤1.0%，并保证熔渣的流动性。VD破空后，按吨钢喂0.2 kg 铝线进行铝成分调整。铝线规格为直径12 mm，重330 g /m，喂线速度60m/min～100 m/min。

　　3、钢锭浇注

　　采取氩气保护浇注，避免钢水浇注过程二次氧化导致钢中Al含量降低。

　　以上措施，可以使20CrNi2Mo钢中的Al含量得到有效控制，从而使N/Al 比值接近或者小于0.52，使20CrNi2Mo钢获得本质细晶粒及优良的力学性能，满足齿轮钢工作要求。