包晶鋼連鑄坯裂紋形成機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本論文中包晶鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.09％-0.53％之間的鋼種。鋼鐵材料的使用性能決定了多數(shù)鋼種屬于包晶鋼，但是在包晶鋼連鑄的生產(chǎn)過程中，鑄坯裂紋較其它鋼種嚴(yán)重。包晶相變是包晶鋼較其它碳含量鋼種特有的相變，該相變由體心立方結(jié)構(gòu)的d相轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)的γ相。假設(shè)金屬原子都為同樣大小的剛性球，則體心立方結(jié)構(gòu)的致密度為68％，面心立方和密集六方結(jié)構(gòu)的致密度為74％，由于晶格致密度的增加，伴隨該相變會(huì)產(chǎn)生體積收縮。本文針對此收縮特性選用具有

2、相似收縮特征的Ag-Zn合金作為研究對象，對亞包晶成分Ag-(56.0wt％)Zn和過包晶成分Ag-(59.5wt.％)Zn的合金，在1mm/min-10mm/min的抽拉速度區(qū)間進(jìn)行定向凝固實(shí)驗(yàn)。利用金相顯微鏡、電子顯微鏡及圖像分析分析了凝固組織的特征：相組成、相形貌、初生相(γ)的一次枝晶臂間距、包晶相(ε)的生長機(jī)制、離包晶相變開始界面不同距離初生相(γ)量的變化規(guī)律。
　　 研究結(jié)果表明：對于上述兩個(gè)成分的Ag-Zn包晶

3、合金，抽拉速度從1mm/min～10mm/min范圍內(nèi)變化時(shí)，凝固組織均呈現(xiàn)樹枝晶形態(tài)的初生相被包晶相包裹；初生相與液相接觸的地方發(fā)生包晶反應(yīng)(L-γ→e)生成包晶相，凝固前沿包晶轉(zhuǎn)變?chǔ)小鷈)和直接凝固(L→e)二者都可生成包晶相且密不可分，在無液相的全凝固端，包晶相的生成主要是包晶轉(zhuǎn)變而得；該轉(zhuǎn)變的進(jìn)行使得隨著遠(yuǎn)離包晶相變開始界面初生相的量明顯減少，距包晶相變開始界面的3m區(qū)段內(nèi)收縮率最大，是鑄件裂紋萌生的敏感區(qū)域；伴隨抽拉速度的增加