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钢锭结晶介绍

来源:法兰锻件网 有 186 人浏览 日期:2018-12-22 放大字体  缩小字体

文章摘要:钢通过平炉、转炉、电炉等方法冶炼而成,它呈现为液体,为了利用、便于加工,往往浇铸在一定形状大小的铸模中,冷凝后就构成了固

 钢通过平炉、转炉、电炉等方法冶炼而成,它呈现为液体,为了利用、便于加工,往往浇铸在一定形状大小的铸模中,冷凝后就构成了固体的钢锭和连铸坯。这里仅介绍钢锭,它是传统工艺,用途广泛;连铸工艺是新技术,不断在实践中得到完善,应用范围不断扩大。连铸结晶及钢锭结晶是一样的。

 

 

当钢液注人锭模中,与模壁接触的一层钢液热量很快被铸模吸收,温度立即下降。由于过冷度大,再加上浇注时液体处于骚动状态,所以靠模壁一层,生成大量的晶核,形成很薄的一层由细小晶粒所组成的带.通常称它为细晶带。再继续结晶时,由于过冷度同样是很大的,它们生成晶体互相接 触,这些侧面接触晶体向锭中央引展,这一伸长的结果.形成 了杆状晶带。以后由于向外传热困难,冷却能力降低,再加上杆状晶带发展时所放出的大量结晶热,大部分存在于晶体前沿液体中,这样钢锭中央液体温度趋于均匀。当温度降到结晶温度后,各处同时结晶,而形成中心地区的等轴晶。如图钢锭解剖低倍照片所示就是典型的晶带结构示意图。

 

 

钢徒结晶有各种状态:

 

 

当模的冷却能力非常大,但锭模断面很少时,则杆状晶可能一直发展到锭中心,而与对面的杆状晶相接触,也就是说由两方面成长的杆状晶贯穿了整个铸锭断面。

 

 

当锭模的冷却能力较小,则冷却过程中横断面上温度坡非常大,可以说钢液中通体温度均匀下降。当达到一定过冷度时,在整个液体内各处均可同时产生晶核。这样在结晶完之后,铸锭中将没有杆状晶带,通体都是等轴晶。

 

 

浇注温度对铸锭的结构也很重要影响,浇注温度高,即意味着锭中央温度需要经较长的时间才能下降到结晶温度,这就使杆状晶有较长的时间发展,另外液体的过热温度的高低也将影响锭的结构,浇注过热髙,则使活性夹杂粒子脱出或溶入钢液中,它可成为结晶中心,促使杆状晶的发展。

 

 

钢在钢锭结晶时所形成的奥氏体晶体,其成分与原钢液的成分相差很多,钢液中形成是贫乏可降熔点的元素的那种奥氏体晶体。在碳钢中,就是低碳的奥氏体先形成,因而结晶过程中这种元素就愈来愈多.例如图3-2 C60钢锭解剖后各部位化学成分示意图。

 

 

晶体范围内的化学成分不均匀性叫做 晶内偏析。钢锭不同区域不均匀性,称之区域偏析。

 

 

合金钢的树枝状偏析的发展程度,一般是随杂质含量的增加而增加。

 

 

在每个晶体范围内因树枝状偏析而造成的化学成分不均匀性,乃是我们极不愿意发生的现象。因为它决定着钢对各种缺陷的倾向性,使轧锻制件造成纤维组织,各向异性。因此,与合金钢的树枝状偏析做斗争,就成为冶金工作者面临的最大的任务之一。

 

 

随着钢锭尺寸的减少.偏析发展的程度也减少,合金钢一般都铸成小锭。有时就是这样小锭树枝状发展也比较厉害,在以后加工也难以消除掉。有时为了用途,采用大锭,除了发展严重的树枝状外,还可以呈现小锭没有的区域偏析。

 

 

靠着使凝固的钢锭在高温下进行长期的停留,即靠扩散作用可以做到降低树枝状偏析的程度。

 

 

有的工厂在工艺中规定:要将热(或冷)

 

 

钢锭从铸造车间转人加工车间去,使钢锭在极限加热温度下进行长时间停留,使树枝偏析做到某种程度的减少,但要受到加热设备和加工设备生产力限制。

 

 

对于供给制造承受复杂载荷的特别重要的零件用结构钢钢锭,是不容许有明显的树枝状不均匀性的,因此,这种钢锭必须经过特殊处理,即均匀化的热处理。

 

 

另外合金钢,尤其高碳高合金的工具钢,由于钢锭冷却不好,在局部区域析出大量的碳化物,这些碳化物在轧制后呈现条带组织,严重的影响了零件寿命。

 

 

对于上述碳化物析出、聚集,目前各钢厂均采用改善锭形,或用均匀化处理做到一定改善的程度。


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关键词: 钢锭
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