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16mn槽钢中心偏析的产生机理及控制
作者:山东省龙川金属材料有限公司 来源:http://www.sagemomma.com 时间:2017/5/13 18:29:36

16mn槽钢中心偏析的产生机理及控制

 

  在浇铸中,16mn槽钢铸坯中心部位的碳、磷、硫、锰等元素含量高于铸坯边缘的现象称为中心偏析。中心偏析则会影响终极产品的质量和加工性能,是一种典型的铸坯内部缺陷,需要分析其机理并加以控制。
  1、产生机理
  1)“小钢锭”理论
  在铸坯的凝固过程中,由于16mn槽钢铸坯的传热和冷却的不稳定性,导致柱状晶生长的不稳定性,生长较快的柱状晶在铸坯中心相遇形成“搭桥”,并且在铸坯中心呈断续分布,液相穴内的钢液就被断断续续分布的“搭桥”分割开,当晶桥下面的钢液凝固收缩时得不到上部钢液的补充时,就形成疏松或缩孔,并伴有中心偏析。
  2)铸坯芯部空穴抽吸理论
  铸坯在凝固末期由于液相到固相的体积收缩会产生一定空穴,因此,凝固末端富集溶质元素被吸入到空穴中,导致中心偏析;如果再凝固过程中发生鼓肚,在铸坯中心也会产生空穴,同样这些空穴具有抽吸作用,使富集溶质元素的钢液吸入铸坯中心,形成中心偏析。
  3)溶质元素析出与富集理论
  铸坯向中心凝固过程中,由于选分结晶的作用,一些溶质元素( 如碳、锰、硫等) 在凝固前沿平衡移动,发生溶质再分配。随着凝固过程的进行,越来越多的溶质元素被推挤到铸坯中心部位,最终形成中心偏析。
  2、控制中心偏析的措施
  1)低过热度浇铸
  16mn槽钢凝固主要经过结晶形核和晶体长大两个阶段。其中,形核率和晶体生长速度和液态金属的过热度、温度梯度都有着密切的联系:过热度低,形核率高,越容易形成等轴晶,对减小中心偏析有利。
  2)控制冷却强度
  对于二冷配水,采用弱冷却强度,控制柱状晶的生长,会增加等轴晶比例,获得良好16mn槽钢铸坯质量;采用较强冷却强度在溶质元素还没来得及析出就凝固。故此,采取合适的二冷强度可以减轻碳偏折程度。
  3)拉速
  在相同的16mn槽钢浇铸过热度和电磁搅拌条件下,降低拉速也会使凝固散热量减少,坯壳加厚,减少碳偏析程度加大。


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