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  • 连铸坯在凝固过程中形成裂纹的原因
  • 2016/9/18 阅读次数:[1063]
  • 连铸坯裂纹形态和影响因素

    连铸坯裂纹形态分为表面裂纹和内部裂纹,表面裂纹有纵向、横向角部裂纹、表面横裂和纵裂、网状裂纹和凹陷等,内部裂纹有中间、中心和矫直裂纹等。

    连铸坯裂纹的影响因素:

    连铸坯表面裂纹主要决定于钢水在结晶器的凝固过程,它是受结晶器传热、振动、润滑、钢水流动和液面稳定性所制约的,铸坯内部裂纹主要决定于二冷区凝固冷却过程和铸坯支撑系统(导向段)的对弧准确性。铸坯凝固过程坯壳形成裂纹,从工艺设备和钢凝固特性来考虑影响裂纹形成的因素可分为:

    1、连铸机设备状态方面有:

    1)结晶器冷却不均匀

    2)结晶器角部形状不当。

    3)结晶器锥度不合适。

    4)结晶器振动不良。

    5)二冷水分布不均匀(如喷淋管变形、喷嘴堵塞等)。

    6)支承辊对弧不准和变形。

    2、工艺参数控制方面有:

    1)化学成份控制不良(如C、Mn\S)。

    2)钢水过热度高。

    3)结晶器液面波动太大。

    4)保护渣性能不良。

    5)水口扩径。

    6)二次冷却水分配不良,铸坯表面温度回升过大。

    7)铸坯带液芯矫直。

    8)铸坯在脆性区(700~900℃)矫直。

    3、钢的凝固特性方面有:

    1)凝固冷却过程的相变。

    2)铸坯凝固结构(柱状晶与等轴晶的比例)。

    3)凝固壳高温力学行为。

    4)凝固过程的偏析。

    2)临界应变:当固液界面固相的变量超过了临界应变值时产和断裂。

    临界应力和应变值决定于凝固结构,也 是δ相与γ相的比例,全时和韧性较高,δ+γ相凝固和γ相凝固韧性和强度较低,对裂纹敏感性增加。

    2、冶金学观点

    1)晶界脆化理论。在凝固前沿大约液相分率10%富集溶质的液体薄膜(如硫化物)包围树枝晶,降低了固相线温度附近钢的延性和强度,当受到外力作用时裂纹 沿晶界发生,致使凝固前沿产生裂纹。

    2)柱状晶区的切口效应。凝固前沿的柱状晶生长的根部相当于一个"切口",产生应力集中而导致裂纹。

    3)硫化物脆性。硫化物日界分布形成所谓Ⅱ类硫化物,引起晶间脆性,成为裂纹优先扩展的地方,这是已凝固坯壳产生裂纹的原因。

    4)质点沉淀理论:铸坯在冷却过程中AlN、Nb(CN)等质点在A体晶界面沉淀,增加晶界脆性与裂纹的敏感性,这是铸坯矫直产生裂纹的主要原因。

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