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不锈钢亚快速凝固组织转变及控制研究

王成全  
【摘要】:薄带连铸工艺是将金属液直接浇铸到旋转的结晶辊中间的熔池中,在结晶辊的激冷作用下凝固并受到结晶辊的轧制后成带,是当前冶金界的前沿技术。 本文采用自行研制的界面传热模拟实验装置在实验室中模拟研究不锈钢的亚快速凝固过程,随着浸入时间的增加,试样的凝固组织粗化,凝固由枝晶生长变为胞晶生长,二次枝晶臂间距增大,通过与薄带连铸工艺比较发现,两者的界面传热类型、凝固方式以及冷却速度相当;在Confocal高温成像仪下,实时观察薄带连铸不锈钢铸带在高温下的组织变化过程,在600~900℃晶内首先析出碳化物,随后晶界也开始析出,析出的碳化物在1000℃开始溶入基体内;在熔化时,连铸薄带以晶内熔化为主,传统工艺不锈钢以晶界熔化为主。 对薄带连铸不锈钢铸带组织分析发现,夹杂物直径粗大,大部分呈球形弥散均匀分布,没有产生偏聚;碳化物主要在铁素体奧氏体相界和晶界处产生,呈点状或线条状不连续分布;不锈钢中铁素体分布主要以条状或短条状为主,含量受到合金成分,凝固冷却速度等的影响。铁素体数量与不锈钢的铬镍当量比率成正比关系,快速的冷却速度容易在奧素体枝晶间形成长条状铁素体,对不锈钢组织和性能产生不利影响;在带厚方向发现存在Ni、Mn等元素的偏析现象,这与薄带连铸工艺有很大的关系,受到凝固扩散和液相流动的双重影响。


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