- 連鑄坯在凝固過程中形成裂紋的原因
- 2016/9/18 閱讀次數:[2295]
連鑄坯裂紋形態和影響因素
連鑄坯裂紋形態分為表面裂紋和內部裂紋,表面裂紋有縱向、橫向角部裂紋、表面橫裂和縱裂、網狀裂紋和凹陷等,內部裂紋有中間、中心和矯直裂紋等。
連鑄坯裂紋的影響因素:
連鑄坯表面裂紋主要決定于鋼水在結晶器的凝固過程,它是受結晶器傳熱、振動、潤滑、鋼水流動和液面穩定性所制約的,鑄坯內部裂紋主要決定于二冷區凝固冷卻過程和鑄坯支撐系統(導向段)的對弧準確性。鑄坯凝固過程坯殼形成裂紋,從工藝設備和鋼凝固特性來考慮影響裂紋形成的因素可分為:
1、連鑄機設備狀態方面有:
1)結晶器冷卻不均勻
2)結晶器角部形狀不當。
3)結晶器錐度不合適。
4)結晶器振動不良。
5)二冷水分布不均勻(如噴淋管變形、噴嘴堵塞等)。
6)支承輥對弧不準和變形。
2、工藝參數控制方面有:
1)化學成份控制不良(如C、Mn\S)。
2)鋼水過熱度高。
3)結晶器液面波動太大。
4)保護渣性能不良。
5)水口擴徑。
6)二次冷卻水分配不良,鑄坯表面溫度回升過大。
7)鑄坯帶液芯矯直。
8)鑄坯在脆性區(700~900℃)矯直。
3、鋼的凝固特性方面有:
1)凝固冷卻過程的相變。
2)鑄坯凝固結構(柱狀晶與等軸晶的比例)。
3)凝固殼高溫力學行為。
4)凝固過程的偏析。
2)臨界應變:當固液界面固相的變量超過了臨界應變值時產和斷裂。
臨界應力和應變值決定于凝固結構,也 是δ相與γ相的比例,全時和韌性較高,δ+γ相凝固和γ相凝固韌性和強度較低,對裂紋敏感性增加。
2、冶金學觀點
1)晶界脆化理論。在凝固前沿大約液相分率10%富集溶質的液體薄膜(如硫化物)包圍樹枝晶,降低了固相線溫度附近鋼的延性和強度,當受到外力作用時裂紋 沿晶界發生,致使凝固前沿產生裂紋。
2)柱狀晶區的切口效應。凝固前沿的柱狀晶生長的根部相當于一個"切口",產生應力集中而導致裂紋。
3)硫化物脆性。硫化物日界分布形成所謂Ⅱ類硫化物,引起晶間脆性,成為裂紋優先擴展的地方,這是已凝固坯殼產生裂紋的原因。
4)質點沉淀理論:鑄坯在冷卻過程中AlN、Nb(CN)等質點在A體晶界面沉淀,增加晶界脆性與裂紋的敏感性,這是鑄坯矯直產生裂紋的主要原因。
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