Cr12MoV模具钢连铸缺陷特征及碳化物控制工艺优化

周伟基; 伍思源; 李万明; 李旭阳; 孙久红; 路辉; 曹景娣

doi:10.20057/j.1003-8620.N260071

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Cr12MoV模具钢连铸缺陷特征及碳化物控制工艺优化

冶炼与凝固 | 更新时间：2026-10-13

- Cr12MoV模具钢连铸缺陷特征及碳化物控制工艺优化
- Defect Characteristics and Process Optimization for Carbide Control in Continuous Casting of Cr12MoV Die Steel
- 特殊钢 2026年47卷第5期页码：48-54
- 作者机构：
  
  1.东北特殊钢集团股份有限公司，大连 116105
  2.辽宁科技大学，鞍山 114051
- 作者简介：
  
  周伟基（1974—），男，硕士，正高级工程师；E-mail：zhouwj202111@163.com
  孙久红（1966—），男，硕士，正高级工程师；E-mail：sunjiuhong@dtsteel.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学面上基金资助项目(52374338)
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N260071
  中图分类号： TF03
- 收稿：2026-05-19，
  
  修回：2026-06-12，
  
  录用：2026-06-16，
  
  纸质出版：2026-09-30
- 稿件说明：
移动端阅览
周伟基,伍思源,李万明等.Cr12MoV模具钢连铸缺陷特征及碳化物控制工艺优化[J].特殊钢,2026,47(05):48-54.

Zhou Weiji,Wu Siyuan,Li Wanming,et al.Defect Characteristics and Process Optimization for Carbide Control in Continuous Casting of Cr12MoV Die Steel[J].Special Steel,2026,47(05):48-54.
周伟基,伍思源,李万明等.Cr12MoV模具钢连铸缺陷特征及碳化物控制工艺优化[J].特殊钢,2026,47(05):48-54. DOI：10.20057/j.1003-8620.N260071.

Zhou Weiji,Wu Siyuan,Li Wanming,et al.Defect Characteristics and Process Optimization for Carbide Control in Continuous Casting of Cr12MoV Die Steel[J].Special Steel,2026,47(05):48-54. DOI：10.20057/j.1003-8620.N260071.

摘要

Cr12MoV模具钢是一种典型的高碳高铬冷作模具钢，由于钢中C、Cr含量较高，连铸过程中易出现凝固末期偏析及富Cr共晶碳化物聚集，从而导致表面裂纹和局部断裂等缺陷。以Cr12MoV模具钢连铸生产为背景，结合现场宏观缺陷特征、裂纹区域显微组织及共晶碳化物分布情况，分析了连铸坯裂纹与碳化物富集之间的关系，并确定最佳工艺参数：保护渣碱度0.85、1 300 ℃黏度0.05 Pa·s、熔点990 ℃；结晶器宽面水流量115 m

/h、窄面水流

量20 m

/h，冷却水水温差2.2~2.4 ℃，据此对保护渣及结晶器冷却制度进行了优化。已有工业验证结果表明，优化后连铸产品探伤合格率达到95%～97%，中心疏松级别控制在1.0～2.0级，共晶碳化物级别为2.0～3.5级，整体质量已接近同规格模铸产品水平。研究结果可为高碳高铬模具钢连铸裂纹控制及碳化物调控提供参考。

Abstract

Cr12MoV die steel is a typical high-carbon， high-chromium cold-work die steel. Due to its high carbon and chromium content， segregation during the late stages of solidification and the aggregation of eutectic chromium carbides are prone to occur during continuous casting， leading to defects such as surface cracks and localized fractures. Against the backdrop of Cr12MoV Die Stee continuous casting production， and based on the macroscopic defect characteristics observed on-site， the microstructure of the crack zones， and the distribution of eutectic carbides， the relationship between cracks in continuous casting billets and carbide enrichment was analyzed. Optimal process parameters were determined as follows： mold flux basicity of 0.85， viscosity of 0.05 Pa·s at 1 300 ℃， and melting point of 990 ℃； water flow rate of the mold wide face at 115 m³/h， water flow rate of the narrow face at 20 m³/h， and a cooling water temperature difference of 2.2-2.4 ℃. Based on these findings， the mold flux and mold cooling regimes were optimized. Existing industrial validation results indicate that， following optimization， the non-destructive testing pass rate for continuous casting products reached 95%-97%， with the center porosity grade controlled at 1.0-2.0 and the eutectic carbide grade at 2.0-3.5. Overall quality has approached the level of mold-cast products of the same specification. These research findings provide a reference for crack control and carbide regulation in the continuous casting of high-carbon， high-chromium die steels.

关键词

Keywords

references

李晶 . 特殊钢中碳化物控制［M］. 北京：冶金工业出版社， 2019 ： 43 .

朱喜达，陆家生，赵勇智，等 . 冷作模具钢（Cr12MoV）短流程生产工艺实践［J］. 特殊钢， 2023 ， 44 （ 3 ）： 10 - 13 .

赵明，庞于思，戴宇恒，等 . Cr12MoV扁钢直接轧制过程中碳化物的控制与工艺优化［J］. 特殊钢， 2025 ， 46 （ 3 ）： 112 - 116 .

伦明睿，沈平，刘斌，等 . Cr12MoV钢铸坯夹杂物及碳化物解析［J］. 钢铁钒钛， 2024 ， 45 （ 5 ）： 158 - 166 .

Zhang W B ， Gu Z W ， Yang H Y ， et al . Research progress on strengthening mechanisms and application of high-performance cold-work tool and die steels ［J］. Journal of Materials Research and Technology ， 2026 ， 41 ： 4265 - 4305 .

杜思敏，李雄，林发驹 . 热处理工艺对Cr12MoV钢组织及硬度的影响［J］. 钢铁钒钛， 2021 ， 42 （ 3 ）： 148 - 154 .

Liu J C ， Li W M ， Fu L . Effect of cooling rates on the characteristics of carbides during solidification of D2 cold-work die steel ［J］. Steel Research International ， 2022 ， 93 （ 9 ）： 2270091 .

Man T H ， Dai Y H ， Yao J ， et al . Segregation and carbide evolution in AISI D2 tool steel produced by curved continuous casting ［J］. Journal of Materials Research and Technology ， 2023 ， 26 ： 8254 - 8262 .

Feng Q ， Zeng Y N ， Li J G ， et al . Effect of carbides on thermos-plastic and crack initiation and expansion of high-carbon chromium-bearing steel castings ［J］. Metals ， 2024 ， 14 （ 3 ）： 335 .

Wu G R ， Chen T C ， Chen H Y ， et al . The crack control strategy is influenced by the continuous casting process of Cr12MoV steel ［J］. Steel Research International ， 2024 ， 95 （ 9 ）： 2400101 .

Liu Y X ， Wang Z G ， Hu X Q ， et al . Effects of Y addition on carbide morphology and impact properties of D2 cold work die steel ［J］. Journal of Materials Research and Technology ， 2024 ， 33 ： 5040 - 5051 .

Liu J C ， Li W M ， Xu W D ， et al . Evolution behavior and fracture criterion of carbides in D2 cold-work die steel during hot working process ［J］. Steel Research International ， 2024 ， 95 ： 2470012 .

文光华，杨昌霖，唐萍 . 连铸结晶器内渣膜形成及传热的研究现状［J］. 工程科学学报， 2019 ， 41 （ 1 ）： 12 - 21 .

文光华，陈富杭，蒋文波，等 . 连铸结晶器“自适应保护渣”理论及应用［J］. 工程科学学报， 2022 ， 44 （ 9 ）： 1558 - 1565 .

史伟宁 . 连铸结晶器水量对40Cr钢方坯表面裂纹的影响［J］. 连铸， 2023 （ 2 ）： 84 - 89+105 .

Mills K C ， Fox A B . The Role of Mould Fluxes in Continuous Casting—So Simple Yet So Complex ［J］. ISIJ International ， 2003 ， 43 （ 10 ）： 1479 - 1486 .

Won Y M ， Yeo T J ， Seol D J ， et al . A New Criterion for Internal Crack Formation in Continuously Cast Steels ［J］. Metallurgical and Materials Transactions B ， 2000 ， 31 （ 4 ）： 779 - 794 .

王博腾，王敏，邢立东，等 . 亚包晶钢连铸坯裂纹漏钢形成机理及控制研究进展［J］. 连铸， 2025 ， 44 （ 5 ）： 18 - 27 .

何航，王子超，曾杰，等 . 连铸坯表面纵裂纹的形成与控制研究现状［J］. 连铸， 2024 （ 2 ）： 1 - 7 .

张贺君，王亚栋，符志祥，等 . 不锈钢连铸板坯宽面边部纵裂纹的形成机理［J］. 钢铁， 2025 ， 60 （ 6 ）： 113 - 120 .

陈振文，彭霞林，唐伟，等 . 板坯连铸生产实践分析与工艺控制［J］. 连铸， 2018 ， 43 （ 5 ）： 9 - 12 .

梁静召，田　鹏，吴雨晨，等 . 板坯连铸保护渣分钢种应用技术［J］. 连铸， 2020 （ 5 ）： 21 - 25 .

浏览量

下载量

CSCD

CNKI被引量

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

冶炼工艺路线对N06625镍基合金偏析与性能的影响

AISI M3：2粉末工具钢中碳化物在高温保温过程中的演变

PMO作用下高品质H13热作模具钢生产实践

机械压下工艺对22MnB5钢板坯质量的影响

我国模具钢的发展及研究现状