在電磁連鑄中(EMC)，在結(jié)晶器外水平繞一線圈，并通以交流電。垂直磁場和鑄件內(nèi)感生的水平方向的次級電流相互作用產(chǎn)生的勞倫茲(Lorenz)力即使交流電流方向改變也總是向內(nèi)的。這樣，對初始坯殼總形成一個(gè)束緊的力，并支撐著坯殼，初始坯殼與結(jié)晶器表面間的間隙就增大，從結(jié)晶器吸收的熱量下降，實(shí)現(xiàn)了緩冷。由于較低的冷卻速度，初始坯殼不會在彎月面上形成，因結(jié)晶器振動而產(chǎn)生的結(jié)晶器-坯殼間隙的壓力波動就因間隙增大而減小。結(jié)果就可防止生成振痕和鉤痕，從而也防止了鉤痕卷入夾雜物和氣泡。用EMC可大大減少板坯表面10mm深度內(nèi)的夾雜物數(shù)量。這是JRCM電磁連鑄項(xiàng)目的研究成果之一。對2.2和2.3提到的中間包和結(jié)晶器流場控制以去除夾雜物來講，計(jì)算電磁流體動力學(xué)研究是必不可少的。4控制夾雜物化學(xué)成分耦合析出模型分析凝固觀偏析時(shí)考慮了溶質(zhì)向固體的反向擴(kuò)散。假設(shè)剩下的液體內(nèi)達(dá)到局部熱力學(xué)平衡，包括夾雜物的析出。這個(gè)模型可模擬凝固時(shí)夾雜物化學(xué)成分的變化，曾用于控制奧氏體不銹鋼的氧化物夾雜。當(dāng)固體分?jǐn)?shù)為0.5時(shí)，厚壁耐磨鋼板中氧含量的氧化鋁、氧化硅含量計(jì)算值與觀察結(jié)果很好相符。兩種結(jié)果都指出，當(dāng)鋼中總氧量從40ppm增至80ppm時(shí)，氧化鋁含量急速下降而氧化硅含量大大增加。在總氧量40ppm的鋼中，即使在高溫下，夾雜物中大都是堅(jiān)硬的結(jié)晶相，為氧化鋁和MgO?Al2O3尖晶石，這些夾雜物是不能變形的。而在總氧量為80ppm的鋼中，在1200℃時(shí)液態(tài)相占夾雜物的80%，這些夾雜物被認(rèn)為是可以變形的。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，成功地開發(fā)了一種可拔絲的奧氏體不銹鋼。對輪胎鋼絲也作了類似的分析。對厚壁耐磨鋼板控制夾雜物化學(xué)成分來說，計(jì)算熱力學(xué)是很有用的。

3. 成分特點(diǎn)

  (1) 低碳：碳含量一般為0.10%～0.25%，使零件心部有足夠的塑性和韌性。

  (2) 加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。

  (3) 加入阻礙奧氏體晶粒長大的元素：主要加入少量強(qiáng)碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等，形成穩(wěn)定的合金碳化物。

  4.鋼種及牌號

  20Cr低淬透性合金滲碳鋼。這類鋼的淬透性低，心部強(qiáng)度較低。

  20CrMnTi中淬透性合金滲碳鋼。這類鋼淬透性較高、過熱敏感性較小，滲碳過渡層比較均勻，具有良好的機(jī)械性能和工藝性能。

  18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金滲碳鋼。這類鋼含有較多的Cr、Ni等元素，淬透性很高，且具有很好的韌性和低溫沖擊韌性。