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1、1 钢凝固组织的形成与控制钢凝固组织的形成与控制 报告人报告人:成国光成国光 2 报告内容报告内容一、一、目前研究连铸坯缺陷问题的主要方法目前研究连铸坯缺陷问题的主要方法二、二、问题的提出问题的提出三、三、凝固过程的基本特征凝固过程的基本特征四、四、影响凝固组织的主要因素及晶体生长的影响凝固组织的主要因素及晶体生长的 基本规律基本规律五、五、凝固组织解决实际问题实例介绍凝固组织解决实际问题实例介绍结束语结束语3 一、目前研究连铸坯缺陷问题的主要方法(1)(1)经验法。经验法。通过对各种工艺参数的优化对比，得出较为合理的工艺。(2)(2)数学模型法。数学模型法。根据连铸凝固过程中流动、传热等特征
2、，用经典的传输理论描述客观现象，找出一般规律来指导实际生产。但由于实际现象非常复杂，也有大量的热物性参数并不知道，所以准确的用数学模型来描述非常困难。(3)(3)间接或半直接测定法。间接或半直接测定法。用表面温度测定法、射钉法等间接或半直接得知连铸坯内凝固过程的行为。问题的关键是如何得到凝固过程中最直接信息来问题的关键是如何得到凝固过程中最直接信息来找到缺陷的形成原因？深入研究凝固组织恐怕是找到缺陷的形成原因？深入研究凝固组织恐怕是一条途经。一条途经。4 二、问题的提出二、问题的提出(1)(1)铸坯凝固结构与其许多低倍缺陷铸坯凝固结构与其许多低倍缺陷(尤其是内部缺尤其是内部缺陷，如：内裂纹、疏
3、松、缩孔等陷，如：内裂纹、疏松、缩孔等)密切相关。密切相关。(2)(2)铸坯凝固结构与其宏观偏析和微观偏析密切相关。铸坯凝固结构与其宏观偏析和微观偏析密切相关。(3)(3)在许多特定的连铸工艺在许多特定的连铸工艺(如连铸连轧如连铸连轧)和一些特定和一些特定的钢种的钢种(如如430430不锈钢不锈钢)凝固组织与最终钢材质量密切凝固组织与最终钢材质量密切相关。相关。(4)(4)连铸坯所保存下来的凝固组织是铸坯凝固成形过连铸坯所保存下来的凝固组织是铸坯凝固成形过程中晶体生长最直接的真实反应，也为推断其早期程中晶体生长最直接的真实反应，也为推断其早期形成过程的行为提供了原始重要信息。形成过程的行为提供
4、了原始重要信息。5三、凝固过程的基本特征三、凝固过程的基本特征6凝凝固固过过程程的的主主要要特特征征7核心的生成核心的生成核心的稳定生长核心的稳定生长凝固成形凝固成形缺陷伴随着出现缺陷伴随着出现核心生成核心生成基体质点聚合基体质点聚合均质形核均质形核附加在外来核心上生长附加在外来核心上生长非均质形核非均质形核容易、广泛容易、广泛较较难难四、影响凝固组织的主要因素及晶体生长的基本规律四、影响凝固组织的主要因素及晶体生长的基本规律8核心的稳定核心的稳定原子质点之间原子质点之间的紧密化的紧密化体积能体积能降低降低强强冷冷克服表面积扩大克服表面积扩大(界面能界面能)达到临界尺寸达到临界尺寸9 凝固过程
5、中成分过冷示意图凝固过程中成分过冷示意图核心生长核心生长10距离距离温度温度/成分成分界面界面T实实 界面过冷原理图界面过冷原理图C1T2T1C2TsCs距离距离11柱柱状状晶晶长长度度(mm)碳含量碳含量 碳含量对柱状晶比例的影响碳含量对柱状晶比例的影响12 凝固结构和固相高温力学性能的关系凝固结构和固相高温力学性能的关系13五、五、凝固组织解决实际问题实例介绍凝固组织解决实际问题实例介绍1445150mm150mm实例实例4 4：角部裂纹的形成角部裂纹的形成1545150mm150mm实例实例5 5：中心、中间裂纹的形成中心、中间裂纹的形成1617实例实例7 7：菱变的形成：菱变的形成18 结束语 随着对钢产品性能均匀性的提高，对连铸坯均质化要求也越来越高，利用凝固过程残留的晶体结构信息，来分析连铸坯缺陷的形成是一种重要的冶金手段。
第7讲凝固组织
