304不锈钢连铸坯高温物理性的试验分析

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1、304不锈钢连铸坯高温物理性的试验分析吴亚宜潮州市潮安区彩塘五金不锈钢研究中心广东潮州521000摘要：木文主要针对304不锈钢连铸坯高温物理性的试验展幵了探讨，结合了一系列只体的试验实例，简要概述了试验方法，试验所得的结果作了系统的阐述和讨论，并提出了三点试验结论，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。关键词：304不锈钢；高温热物性；试验所谓的304不锈钢，是一种很常见的不锈钢，业内也叫做18/8不锈钢。它的金属制品耐高温，加工性能好，因此，其被广泛使用于工业、不锈钢厨餐具行业、家兵装饰行业和食品医疗行业中。而木文通

2、过结合一系列的具体试验，系统研究了304不锈钢的高温物理性，相信会为连铸生产及数值模拟提供重要的理论基础数据。1试验方法在304不锈钢的连铸生产中，中间乜温度应控制在1470〜151（TC，拉坯速度根据铸坯宽度控制在0.9〜1.3m/min,水口插入深度保证在160mm左右。对某厂生产的304不锈钢进行高温热物性测试，材料的主要化学成分见表1。表1304不锈钢的化学成分（质量分数）％1.1304不锈钢热膨胀试验木试验采用NETZSCHDIL402C热膨胀仪，测定304不锈钢从常温到1000°C的膨胀与收缩系数。热膨胀性能测试试

3、样的尺、j*为φ4mm×25mm。试验制度如下：升温和降温的速度相同，其速度不能太大，木试验取为10°C/min。从室温升至1000°C左右，保温lmin，再开始降温。热膨胀性能的测定主要是考察钢种在凝固过程中的膨胀和收缩性能。1.2304不锈钢同步热分析试验采用NETZSCHSTA449F3综合热分析仪测试了304不锈钢的差示扫描量热（DSC）曲线与定压热容（Cp）随温度的变化规律。DSC测试试样的尺寸为5mm×1.5mm,Cp测试试样的尺寸为φ3mm×lmm。试验过程采取

4、全程氩气保护。DSC测试方案：先由常温以20°C/min的升温速率升至1480°C,再以降温速率10°C/min降至500°C。Cp测试方案：由常温以20°C/min的升温速率升至1400°C,再以降温速率10°C/min降至500°C。2结果与分析2.1304不锈钢热膨胀性能结果与分析图1所示为304不锈钢从常温至iooor的膨胀系数与从ioo（rc到2oo°c的收缩系数。从图1可以看出，试样在升温过程中随着温度升高，线膨胀系数基本呈线性增加趋势；降温过程中的线收缩系数随温度降低而降低。升温过程中线膨胀系数的范围为20.97

5、00×10—6K—1〜21.5712×10—6K—1;降温过程中线收缩系数范围为21.2528×10-6〜21.9471×10-6K—1。与马氏体2Cr13不锈钢（线膨胀系数α为12.08×10—6K—1）及20CrMo合金结构钢（线膨胀系数α为14.05×10-6K_l）相比，304不锈钢的膨胀收缩系数较大。这些性质将对304不锈钢在结晶器与二冷区中的冷却凝固过程产生重要影响。与其他钢种相比，304不诱钢在结晶器和二冷区凝固冷却的

6、过程中，坯壳的收缩量较大，易使坯壳表面冷却收缩不均匀。凹坑和裂纹形成的一个重要原因即为初生坯壳收缩不均匀。所以304不锈钢在连铸生产过程中铸坯表面易出现凹坑及裂纹。图1304不锈钢热膨胀（试样的相对伸长量dL/LO）与温度关系曲线2.2304不锈钢定压热容结果与分析图2和3所示分别为304不锈钢升温与降温过程中定压热容随温度变化的曲线。由图2可以看出，升温过程中，304不锈钢的定压热容Cp曲线在常温到600°C的低温环境下随温度增加有下降趋势；而在600〜900°C内随温度增高而急剧增长；在900〜1400°C之间时，定压热容

7、Cp曲线波动较大，在1279.2°C时曲线发生突变，这说明在这一温度点，物质发生了相变，在这-温度区间，材料处于不稳定状态，存在晶型转变与相变，钢的脆性较高。图2304不锈钢升温过程定压热容曲线由图3可以看出，降温过程中，304不锈钢的定压热容Cp曲线趋势比较平缓，在1400〜1100°C内曲线随温度降低而降低；而在1100〜500°C内随温度降低而有所增长；1100°C左右定压热容值Cp最小，热稳定性最佳。在降温的整个过程中，物质无太大变化，热稳定性良好。温度对比热容有重要的影响。低温阶段，由于晶格振动较弱，所以比热容增加趋

8、势比较平缓；随着温度升高，晶格振动幅度增大，比热容增加的程度随之变大；同吋，比热容的大小与构成材料的合金相的性质有关，组成合金相的每个原子的热振动能可能导致形成合金相吋总能量减小，比热容值降低。两者共同作用导致定压热容曲线出现先降低后增加的趋势。结晶器中上部铸坯温度处于125