眾所周知,連鑄凝殼表面的不均勻放熱可能導(dǎo)致凝殼的不規(guī)則增長,這種不規(guī)則增長以凝殼內(nèi)表面的波浪形為特征。在凝殼不規(guī)則增長的同時會伴隨著溫度分布的不均勻,并可能導(dǎo)致出現(xiàn)各類缺陷,其中包括凝殼外表面的大型褶皺、化學(xué)成分的變化以及熱應(yīng)力的累積,而這種熱應(yīng)力的累積可能造成表面開裂,并使凝殼一旦在結(jié)晶器中遭受外力時發(fā)生拉漏。
瑞典皇家技術(shù)學(xué)院材料加工系的研究人員對AISI310S不銹鋼連鑄過程中凝殼的不規(guī)則增長進(jìn)行了研究。對310S不銹鋼試樣的差熱分析表明,在凝固過程中出現(xiàn)了奧氏體和鐵素體的一次析出。對凝固試樣的拉伸試驗(yàn)表明在包晶反應(yīng)的溫度范圍內(nèi)發(fā)生了體積的急劇收縮。對從拉漏的凝殼上取下的試樣的顯微照相和顯微偏析分析發(fā)現(xiàn),在凝殼較厚的部位一次析出的奧氏體比例較高,而在凝殼較薄的部位一次析出的鐵素體比例較高。因此建議在凝固期間應(yīng)使奧氏體和鐵素體交替析出。觀察發(fā)現(xiàn),一次析出奧氏體比例較高的凝殼區(qū)與結(jié)晶器保持良好接觸,并表現(xiàn)出高的凝殼增長速率;一次析出鐵素體比例較高的區(qū)域,由于鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)變而發(fā)生了體積的收縮,使得在凝殼和結(jié)晶器之間形成了氣隙,從而降低了凝殼增長的速率。在發(fā)生體積收縮的區(qū)域內(nèi),由于鋼在液相線下方的高溫區(qū)延性較低,會出現(xiàn)開裂傾向。(余冶)