不銹鋼在工程材料中占有顯著地位,并因其良好的使用性能而被用于各種不同的領(lǐng)域,以滿足不同的需求。不銹鋼的力學(xué)性能和耐腐蝕性能取決于其因凝固條件變化而變化的鑄態(tài)顯微組織。在平衡的凝固條件下,不銹鋼的化學(xué)成分之間的平衡(Cr/Ni平衡),即不銹鋼的鐵素體(δ)穩(wěn)定化元素和奧氏體(γ)穩(wěn)定化元素之間的平衡基本上就決定了凝固行為。然而,在快速凝固狀態(tài)下,不銹鋼的凝固行為不僅取決于合金的化學(xué)成分,還取決于諸如冷卻速率或凝固之前冷卻狀態(tài)下熔體的情況等凝固條件。在迅速凝固的條件下,高的溫度梯度、高的冷卻速率和高的長大速率會造成不銹鋼凝固模式的改變。
研究表明,在奧氏體不銹鋼板帶澆注過程中,凝固程序?qū)Σ牧蠠崃褍A向的發(fā)生起著很大作用。為了研究穩(wěn)定的鐵素體和亞穩(wěn)的奧氏體之間到底哪個優(yōu)先長大以優(yōu)化板帶澆注所獲得的顯微組織,采用了一個對稱的水冷銅結(jié)晶器來模擬AISI304不銹鋼板帶的澆注過程。在板帶的表層觀察到了從初生奧氏體到初生δ鐵素體的相變。根據(jù)相選擇理論確認(rèn),當(dāng)長大速率高于某個臨界值時,就會形成亞穩(wěn)的奧氏體。試驗研究和理論計算的結(jié)果表明,可以采取一些措施來改善在迅速凝固條件下不銹鋼的耐熱裂傾向,以獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。(余冶)