Se estudió el proceso de refinación (LF, VD) con soplado de nitrógeno desde el fondo que sustituye al núcleo de aleación con nitrógeno para la nitruración del acero para engranajes, enfocándose en resolver el desafío central del control estable del contenido de nitrógeno en el acero fundido. Mediante análisis termodinámico y cinético, se aclararon los mecanismos de influencia de la composición del acero fundido (especialmente el contenido de S, O), la presión parcial de nitrógeno, el flujo y el tiempo de soplado de nitrógeno como factores clave. Se lograron controlar de manera estable los niveles de nitrógeno a través de las siguientes medidas: control estricto del contenido de S en el acero fundido al entrar al LF ≤0,025% para reducir la resistencia en la interfaz y mejorar la eficiencia de aumento de nitrógeno; en la etapa de refinación LF, se usó una presión parcial de nitrógeno optimizada entre 0,4 y 0,7 MPa y flujo de 0,9 m³/(min·t), combinados con el control del tiempo de soplado para controlar el aumento inicial de nitrógeno; en la etapa de tratamiento al vacío VD, se adoptó de manera flexible el proceso de soplado de nitrógeno desde el fondo (presión parcial 0,7 MPa, flujo 0,6 m³/(min·t)) para ajustar y estabilizar el contenido de nitrógeno mediante el equilibrio dinámico entre la nitruración y desnitruración. Los resultados prácticos de producción muestran que mediante estos controles integrales, el refinado LF y el tratamiento al vacío VD con nitrógeno como gas de agitación pueden realizar eficazmente la aleación, estabilizando el contenido final de nitrógeno en el acero para engranajes 20MnCrS5 dentro del rango objetivo de (100~140)×10^-6. El estudio también encontró que el contenido de azufre en el acero fundido es un factor clave que influye en el efecto del aumento de nitrógeno en el soplado LF; cuanto más bajo es el contenido de S (w［S］≤0,025%), mayor es la tasa de aumento (aproximadamente 6.9×10^-6 min^-1). El refinado al vacío VD usando nitrógeno en lugar de argón presenta un fenómeno de coexistencia de aumento y desnitruración de nitrógeno en el acero fundido, manifestándose como un aumento de nitrógeno con una tasa de aproximadamente 2,19×10^-6 min^-1.

acero para engranajes; refinado; nitrógeno; 20MnCrS5; control estable