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铸坯角部横裂产生的原因及改善措施

更新日期:2007-07-28  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理


C Si Mn P S V Al Nb Ti Ca N
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0.11 0.019 1.01 0.010 0.005 0.016 0.032 0.0290.014 0.0013 0.0030
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大多数情况下,连铸的板坯裂纹很难用肉眼观察得到。在板坯上切削出2~3mm槽后,就可见到其中的裂纹,大部分裂纹的深度超过3mm。但是,在火焰切削后,窄面出现的裂纹却很少。大多数裂纹发生在振动痕迹上。在钢坯宽面,大的裂纹长度可达25mm。从板坯宽面的表面算起,其裂纹深度约5~6mm。要对裂纹进行深入研究,就必须使用电子显微镜、SEM、微探针和火焰切削技术来了解外来颗粒、结晶器磨损脱落的金属元素、树状结构和裂纹周围的原奥氏体边界。火焰表面清理可能改变板坯表面的微结构,因此,在火焰表面清理的样品角部开始切割取样进行观察。

从一个观察面的树枝状结构裂纹观察,可以看出所有裂纹从表面穿透进入了钢的基体内部,裂纹不是枝晶间结构,裂纹切断了枝晶臂。电子显微镜观察结果表明,在无外来杂质的条件下(如结晶器磨损脱落的金属元素),SEM-EDAX和微探针成图显示,裂纹中没有Cu,Ni及Cr等元素出现。各种迹象表明这些裂纹并不是从凝固初始阶段的弯月形金属液面开始形成的。

不进行火焰表面清理的样品,在靠近板坯角部的宽面,可直接用抛光和浸蚀方法观察裂纹情况。板坯充分浸蚀后显示出的白色条带为粗晶粒网状结构,裂纹主要沿这个白条带结构出现。硬度测试表明,白相比黑相更软。这就表明白条带是冷却时沿奥氏体晶粒边界生成铁素体晶粒组织。根据计算,具有表1化学成分的钢的A3温度值为841℃。即铁素体晶粒组织大约在840℃时开始形成。铁素体晶粒组织较软,如果板坯角部温度降低于840℃,又在扇形面非弯曲点上,则在原奥氏体晶粒边界上较软的铁素体晶粒组织中Nb基及V基析出物析出,就很容易在板坯上形成裂纹,并不断扩大。

由Mintz及Abushosha先生作了具有类似化学成分的钢种热延展性试验。在750~900℃时,板坯延展性低,板坯的析出物成分和铁素体晶粒组织形成温度与计算分析相吻合。对未进行火焰表面清理的纵向剖开的样品进行浸蚀,观察其中的裂纹和铁素体晶粒组织,发现在振痕处开始的地方有3mm深的裂纹,可以清楚看到钢中裂纹沿铁素体晶粒聚集处出现。仔细观察可发现裂纹在连铸坯振痕的弯月面1mm内开始出现。

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