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50厚nm500耐磨板钢液的凝固过程及结晶特点

作者: 发布于:2019/3/3 22:09:39 点击量:

50厚nm500耐磨板钢液的凝固过程及结晶特点

50厚nm500耐磨板钢液的凝固冷却是由液态转化为固态,再由高温降至室温的过程,在该过程中存在着收缩。低碳钢在1600℃时的密度为7.16g/cm3,室温固态钢的密度为7.86g/cm3,凝固冷却过程中钢的体积缩小了(1/7.06-1/7.86)÷(1/7.06)×100%=10.18%。其中包括下列几种收缩:

1、液态收缩。从浇注温度至液相线温度的收缩,也是过热度消失的收缩,收缩量约为1%,对50厚nm500耐磨板的影响不大。

2、凝固收缩。50厚nm500耐磨板的钢液全部转化为固态的收缩,即从液相线温度至固相线温度的收缩,收缩量为3%~5%。结晶温度范围越宽,收缩量也越大;从Fe-Fe3C相图可以看出,随钢中碳含量增加,结晶温度范围加宽,所以高碳钢比低碳钢收缩量要大;凝固收缩表现为体积收缩,可形成缩孔。

3、固态收缩。从固相线温度降至室温的收缩,收缩量最大在7%~8%,体现为线收缩。连铸坯在降温过程中会产生热应力,在相变过程中会产生组织应力,这些应力如果控制不当就是连铸坯形成裂纹的根源。

浇铸镇静钢钢锭时,采用上大下小带保温帽的钢锭模,目的是使保温帽中的钢液不断地补充钢锭本体的凝固收缩,以便缩孔集中于钢锭头部的保温帽中,轧制时只切掉保温帽部分,减少切头率,提高成材率。连续铸钢是向结晶器内连续注入钢水,随时补充钢液凝固的体积收缩,所以连铸坯没有集中缩孔。

钢是合金,属于非平衡结晶。开始结晶的温度称液相线温度,结晶终了的温度称固相线温度,50厚nm500耐磨板的钢液结晶是在这个温度范围内完成的。同理,当钢加热至固相线温度时开始熔化,到达液相线温度时熔化完了。所以,对同一成分的钢而言,凝固温度与熔化温度是相同的。钢在这个温度范围内是固。液两相并存。所以钢液的结晶存在着如下现象:

1、成分过冷。50厚nm500耐磨板的钢液在结晶中存在选择结晶现象,所以两相区内固、液相界面凝固前沿液相成分有变化,必然引起凝固温度的降低,从而改变凝固前沿的过冷度,这种现象称为成分过冷。钢的结晶不仅受温度过冷的影响还受成分过冷的影响。

2、50厚nm500耐磨板的化学成分不均匀。钢液结晶存在着选择结晶,最先凝固部分钢中溶质含量较低,后凝固部分溶质含量较高;显然,最终在整个凝固结构中溶质分布是不均匀的,这种现象称为化学偏析。由于选择结晶,在凝固过程中产生化学变化,形成的化合物来不及排出滞留于钢中,便产生了凝固夹杂,其分布也是不均匀的。


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