鍛造外露夾雜的影響因素

文章來(lái)源：sjzwx 更新時(shí)間：2015-03-02 09:27:43

    鋼錠表面的激冷層因初始鋼液有較大的過(guò)冷度而迅速凝固，故無(wú)偏析，激冷層幾乎在鍛造高溫加熱中燒損掉。激冷層形成后，晶粒開(kāi)始沿著模壁垂直方向發(fā)展形成柱狀晶，該部分因?yàn)樵谳^大的溫度梯度下選擇結(jié)晶凝固，且凝固前沿固相率很低，凝固前沿的溶質(zhì)富化濃度低，同時(shí)也容易被環(huán)流沖走，故夾雜物和偏析缺陷較小，可以認(rèn)為柱狀晶是相對(duì)純凈的。柱狀晶的厚度取決于澆注溫度和鋼錠尺寸，一般約為50mm～120mm。柱狀晶往里是分枝樹(shù)枝晶，其結(jié)晶方向偏離柱狀晶方向傾斜生長(zhǎng)，A型偏析在這一區(qū)域形成。分枝樹(shù)枝晶長(zhǎng)到一定階段后，中心區(qū)域的鋼液達(dá)到同一過(guò)冷度而同時(shí)凝固，最終形成粗大等軸晶。鋼錠底部富集非金屬夾雜物的沉積錐，應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生鍛件芯部缺陷，而非淺表層缺陷。從以上分析看出，支承輥夾雜外露是因?yàn)殇撳V分枝樹(shù)枝晶區(qū)內(nèi)質(zhì)量不好的A型偏析暴露在鍛件表面，這也與外露的夾雜在軸向都呈條帶狀零散分布相吻合。同時(shí)結(jié)合McDonald和Hunt提出的A型偏析理論，固液相區(qū)內(nèi)由于溫度和濃度梯度造成的密度變化，使未凝固的鋼液趨于不穩(wěn)定并驅(qū)動(dòng)鋼液環(huán)流。環(huán)流的鋼液流經(jīng)鋼錠中心將逐步加熱，環(huán)流的熔液可以使局部枝晶重熔，重熔又使液相分?jǐn)?shù)增大，流動(dòng)阻力減小，使流速進(jìn)一步增大，加速重熔。這種不穩(wěn)定現(xiàn)象從而在固液相區(qū)內(nèi)形成一系列細(xì)小的管流，當(dāng)然管流在固相中形成的溝槽越大，流速就越大，熔化速度也越大。一部分溝槽不斷擴(kuò)展，同時(shí)得到枝晶間濃度很高的液相的流動(dòng)補(bǔ)充。環(huán)流不可避免地?cái)y帶大量鋼液中的非金屬夾雜物，隨著溫度的下降，鋼液粒稠流動(dòng)不暢，非金屬夾雜物堵塞、滯留在分枝樹(shù)枝晶管流中并進(jìn)一步集聚而難以在該區(qū)域排除，堵塞的管流進(jìn)行合并而形成A型偏析。從上面分析不難看出，在同一澆注條件下，鋼水越純凈，越難產(chǎn)生A型偏析。根據(jù)以上分析，提高鋼水純凈度和讓分枝樹(shù)枝晶區(qū)盡量向錠心分布能減少夾雜外露。