连铸是将成分、温度合格的钢液通过连铸机直接铸成钢坯的工艺。连铸钢坯的截面形状有圆形、方形及异型截面等。连铸坯的凝固组织和模铸坯一样,也分为三个区域,即:①边部细小等轴激冷晶区,宽度在5mm左右,它是在lOOXVs左右冷速下迅速冷却形成;②中间部分为柱状晶区,它基本上垂直与铸坯表面且向心部生长;③中心的等晶区,并伴有不同程度的中心偏析和疏松。
连铸工艺节省工序,缩短流程,提高金属收得率,模铸钢锭开坯切头切尾后金属损失达10%?20%,连续铸造损失仅1%?2%;连铸能降低能最消耗,热装和直接轧制避免再加热工序;生产过程容易实现机械化和自动化,目前国内外几乎所有的钢种均可采用连铸的方法生产铸坯。连铸坯常见的缺陷如下所述。
1.中心缩孔和疏松
连铸坯中心缩孔和疏松的形貌在酸蚀试样上表现为中心部位出现不规则的空洞和空隙及暗点。中心疏松的产生在很大程度上与钢的化学成分有关,特别是碳含堡。随碳含量增加,中心疏松的程度增加。产生中心缩孔和疏松的原因:钢液凝固时的体积收缩没有得到足够的补充及其在凝固时柱状晶比较发达,枝晶局部“搭桥”,中心最后凝固部位收缩而得不到钢液补充。连铸过程中使用电磁搅袢可以减轻中心缩孔和疏松的程度。
2.中心偏析
中心偏析形貌特征是在酸蚀试样的中心部位出现腐蚀较深的暗斑,有时在暗斑附近有灰色白色带及其疏松。产生原因:钢液凝固过程中,由于选择结晶的影响及其连铸坯中心冷却较慢,造成心部的成分偏析,连铸坯的鼓肚会加重偏析程度。产生偏析倾向的元素顺序是S、P、Nb、Mn、Cu、Ni、V、Si,元素A1很难产生偏析。
3.裂纹
连铸钢锭的裂纹主要有角部裂纹、皮下裂纹、中间裂纹、中心裂纹等。角裂纹的特征:在酸蚀试样的角部,距表面有一定深度并与表面垂直出现裂纹,裂纹严電时,可沿对角线向内扩展。角裂纹产生原因:钢液在结晶器中凝固时,结晶器圆角过小或变形、拉速过快或内、外冷却不均匀,造成连铸坯角部受的应力超过材料的强度而产生裂纹。
皮下裂纹的形貌特征为:在酸蚀试样的边缘等轴晶区与柱状晶区交界处产生并沿柱状晶向内部扩展。产生原因为:结晶器变形,局部摩擦力过大,对弧不准,结晶器及二冷区冷却不均匀,连铸坯鼓肚和校直应力过大而形成。
中间裂纹的形貌特征为:在酸蚀试样上裂纹在柱状晶区内出现,水平连铸坯中间裂纹垂直与坯表面,一般下半部偏多。中间裂纹产生原因:连铸坯冷却不均匀,出二冷区后表面温度回升产生热应力,在拉坯矫直时连铸坯受机械应力过大,应力过大,柱状晶发达有助于裂纹的发生。
中心裂纹形貌特征为:在酸蚀试样上中心区出现的裂纹。产生原因:连铸坯凝固末期,坯的心部钢液凝固收缩产生应力,使铸坯鼓肚,二冷制度不当,矫直应力过大,钢液温度及气体含fit过高而引起。
4.皮下气孔
皮下气孔的形貌特征为:在酸蚀试样的皮F柱状晶生长方向,呈分散或呈簇状分布的细小裂纹或椭圆形气孔。产生原因:钢液脱氧不良及其二次氧化,气体含世高,加人钢液物料或浇注系统不干燥,结晶器润滑油过多等。
5.非金属夹杂物及其夹渣
连铸坯的夹杂物形貌特征为:在酸蚀试样上呈不同形状和不同颜色的非金属颗粒或非金属夹杂腐蚀剥落后出现的凹坑。产生原因:冶炼时脱氧产物、二次氧化物等形成夹杂物进人结晶器内未能上浮。夹渣物形貌为在酸蚀试样上呈不同形状和不同颜色的块或颗粒。产生原因:中间罐低液位浇注产生旋涡将渣吸人结晶器内未能上浮分离或结晶器内液面波动过大,将渣卷人钢液,在凝固前未能浮出形成夹瘡。距离铸坯表面10mm以内的夹渣称为皮下夹渣。
6.白亮带
白亮带的相貌特征为:在酸蚀试样上呈现抗腐蚀能力强,组织致密的白亮带。产生原因:电磁搅拌不当,钢液运动速度过快,凝固前沿温度梯度较小,凝固前沿富集溶质的钢液形成白亮带。
7.翻皮
连铸坯翻皮的形貌特征为:在酸蚀试样上有的呈现白色弯曲带,并在周围或其上有气孔和夹杂物,有呈不规则暗黑线条,有的为密集的空隙和夹杂物条带。产生原因:浇注过程中结晶器内液面波动过大,或水口插人浅,倾角不合适等将液面氧化膜卷入钢液在凝固前未能浮出而产生。
更多锻件资讯请关注 锻件网 www.duan168.com