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合金钢的凝固特性与普碳钢相比有哪些区别
1.合金钢的凝固特性与普碳钢相比有哪些区别?
  同普碳钢相比合金钢具有以下特点:
  (1)钢中含有较多的活泼元素,如Cr、A1、Ti等,它们极易与O、N发生反应,生成各类高熔点的夹杂物,使浇注过程中钢液流动性恶化且容易造成水口堵塞情况发生,同时使钢的夹杂物超标。
  (2)钢的凝固温度区间变化大。当合金含量和碳含量高时,钢的固相线和液相线区间大,也即两相区宽,铸坯柱状晶发达、柱状晶间强度低,这些都是导致铸坯内裂倾向性增加的因素。因此,在确定连铸工装及工艺参数时应考虑这些因素。
  (3)凝固组织。铸坯的凝固组织对产品质量有直接影响,由于钢中合金元素种类及含量不同会形成不同的凝固组织。具体可分为三类:
  1)钢液凝固形成稳定的δ相或γ相;初生树枝晶和二次晶晶界完全重合。如铁素体Cr钢和奥氏体Cr—Ni钢。
  2)钢液凝固首先形成δ相。然后转变为γ相;初生树枝晶与二次晶晶界有明显界限。如含有δ一Fe相的Cr—Ni奥氏体钢。
  3)钢液首先凝固成δ相,然后发生δ→γ→α的转变,δ、γ、α之间晶界分明。如w(C)<0.53%的低合金钢等。
  初生晶为δ相与γ相的铸坯,其显微偏析有很大差别。溶质元素在δ相中的扩散速度比在γ相中快100倍,因而在γ相中存在着明显的显微偏析。如S在γ相晶界的偏析,这就加大了钢的裂纹敏感性。
  树枝晶的二次晶间距是显微偏析程度的量度。在冷却条件相同的情况下,随着钢中一些合金元素含量的增加,二次枝晶间距减少,显微偏析也随之减轻。
  (4)热物理特性。一般不锈钢等合金钢的导热系数比碳素钢要小,而凝固收缩量比碳素钢要大。由于在二冷区内铸坯的凝固主要是通过坯壳散热进行,而坯壳的传热主要取决于钢的导热系数;由于钢种不同,导热系数差别很大,那么钢的凝固速率也就有明显的差别。所以,在确定连铸工装及工艺参数时必须与所浇钢种的特性相适应。
  (5)钢的高温性能。钢的高温力学性能好,钢的裂纹敏感性就低。合金元素会使钢的高温力学性能发生变化,因而必须根据所浇钢种实际测得的脆性温度范围来确定冷却制度及矫直温度,以确保铸坯质量。
  (6)裂纹敏感性。这是钢的固有特性,制订连铸工艺时应以其为依据,避免产生各种裂纹缺陷,以确保铸坯质量。
  (7)收缩系数。这是钢的固有特性,它也是导致铸坯表面热裂倾向增加的主要原因之一。由于合金元素含量高,合金钢的收缩系数一般比普碳钢高,这意味着裂纹敏感性更强。
  综上所述,由于合金钢具有以上特点,加上其产品质量要求高、用途特殊,这就要求合金钢连铸机所选择的装备、工艺与普钢连铸机有很多不同之处。
   
2.优特钢连铸对钢水有什么样的要求?
  与普钢连铸相比,优特钢连铸对钢水质量提出了更为严格的要求。一般说来,钢水质量指标主要有以下几方面:
  (1)钢水成分,必须满足标准或协议要求。对有些特殊要求的钢种还必须在考虑以下因素的基础上加严成分控制范围或添加某些元素:
  1)避开裂纹敏感区;
  2)为防止偏析或残余元素超标;
  3)为保证钢的淬透性;
  4)为控制钢的晶粒度。
  (2)钢水纯净度,这是保证连铸顺行、铸坯及钢材质量的必不可少的条件。
  (3)钢水可浇性,由于有许多钢种中含A1、V、Ti等元素,钢水易氧化、流动性差,浇注时易产生结瘤、堵水口等问题。因此,保证钢水的可浇性尤为重要。
  (4)钢水温度,由于优特钢对组织均匀性及加工工艺性能要求更严,这就要求连铸过程的各项工艺参数稳定,而钢水温度是决定连铸其他工艺参数的基础,同时也直接影响了铸坯的组织,因此,要求精炼提供的钢水温度准确而均衡。
  (5)钢水供应的时间,由于优特钢连铸要求钢水温度范围窄而均衡,这对供应连铸钢水的时间也必须严格限制。钢水温度达标但到达时间过早或过晚都会造成连铸中断、中包液位过低或中包温度偏离控制范围等失控现象,从而造成生产混乱或产品质量问题的产生。因此,必须将钢水提供连铸的时间作为一个重要的质量指标。

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