汽車工業(yè)是衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志，汽車齒輪是汽車上重要

的傳動零件，齒輪質量的高低決定著汽車性能的好壞。通常，高質量的齒輪鋼應

具有四個方面的質量指標，即窄的末端淬透性寬、潔凈度高、細小均勻的晶粒度

和優(yōu)良的表面質量。齒輪鋼的潔凈度對于齒輪鋼產(chǎn)品性能具有重要影響，其中大

顆粒的脆性點狀不變形夾雜、呈串狀分布的 Al 2 O 3 對齒輪鋼的疲勞壽命最有害。

而為了細化晶粒，通常需要在齒輪鋼中保持一定的酸溶鋁含量（0.010%-0.040%）。

因此，必須解決如何在保持一定酸溶鋁含量的情況下盡量減少鋼中的 Al 2 O 3 夾雜

物含量的難題。

（1）齒輪鋼精準鈣處理改性夾雜物模型。為控制齒輪鋼中的串狀脆性點狀

不變形 Al 2 O 3 夾雜物，同時進一步改善齒輪鋼的水口結瘤，需要對于齒輪鋼中的

Al 2 O 3 夾雜進行改性處理。通過改性處理的方法將鋼中的 Al 2 O 3 夾雜物改性為低

熔點的液態(tài)夾雜物，增強其軋制過程的變形能力以減少大顆粒脆性串狀不變形夾

雜對齒輪鋼疲勞壽命的影響，也可改善水口結瘤現(xiàn)象。但必須要關注的是，喂鈣

量對于夾雜物的改性效果具有重要的影響，喂鈣量過低無法將鋼液中高熔點的

Al 2 O 3 及 Al 2 O 3 ·MgO 完全改性，而喂鈣量過高則導致生成更高熔點的 CaS 及 CaO生成，從而惡化齒輪鋼產(chǎn)品質量。同時鋼液成分對于鈣處理具有較大影響，而目

前大多數(shù)企業(yè)還僅通過鈣鋁比指導現(xiàn)場的喂鈣操作。本項目基于不同喂鈣速度、

鈣線插入深度的統(tǒng)計，得到最優(yōu)喂鈣速度和鈣線插入深度下穩(wěn)定的鈣收得率，并

結合喂鈣操作過程中導致的鋼液增氧以及喂鈣后至中間包澆注鈣損，對超潔凈齒

輪鋼不同鋼液成分條件下鈣處理進行熱力學計算，確定了超潔凈齒輪鋼的不同成

分條件下最優(yōu)的喂鈣線量，并結合精準鈣處理軟件，實現(xiàn)超潔凈齒輪鋼在線精準

鈣處理，通過理論計算并結合現(xiàn)場鈣收得率，進一步優(yōu)化現(xiàn)場的喂鈣操作。（2）電磁攪拌對超潔凈齒輪鋼鑄坯中夾雜物的影響研究。電磁攪拌使鋼液

在交變電磁場中產(chǎn)生電流，通過電磁力來控制鋼液的流動、傳熱及凝固過程。目

前國內普遍認為電磁攪拌可以提升鑄坯的表面質量、提高鋼的潔凈度、擴大鑄坯

的等軸晶區(qū)、降低元素中心偏析，同時減輕或消除中心疏松和中心縮孔等作用。

但也有報道隨著結晶器電磁攪拌強度的增加，鑄坯表層附近的負偏析更加嚴重，

同時加劇枝晶轉變區(qū)域的正偏析，惡化鑄坯的均質性。為進一步明晰結晶器電磁

攪拌對于超潔凈齒輪鋼夾雜物的影響，本項目通過對于有結晶器電磁攪拌和無結

晶器電磁攪拌兩種工況下，鑄坯全斷面夾雜物掃描，研究不同電磁攪拌條件對齒

輪鋼鑄坯中夾雜物的影響，結合鑄坯宏觀偏析、微觀組織等結果，優(yōu)化結晶器電

磁攪拌參數(shù)，從而提高齒輪鋼的產(chǎn)品質量。