铈及冷却速率对铬锰氮不锈钢定向凝固稳态区组织的影响.pdf

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1、ADr．2017VOI．66NO．4垂篙帅煮铈及冷却速率对铬锰氮不锈钢定向凝固稳态区组织的影响张慧敏，赵莉萍，贺建新(内蒙古科技大学材料与，台金学院，内蒙古包头014010)摘要：采用电磁感应定向凝固生长炉制备了铬锰氮不锈钢定向凝固试样，研究了凝固速率和稀土铈含量对试样稳态区凝固组织的影响。结果表明，当凝固速率为12¨州s时，试样稳态区的凝固组织是胞状组织，随着凝固速率增加到120斗IIl／s和500斗111／s时，试样稳态区的胞状组织向枝晶状组织转变，且随冷速的增加，枝晶臂来不及长大。当冷速为12仙州s时，随铈含量增加到0．067

2、％时，枝晶尖端的成分过冷增加，凝固组织也由胞状向枝晶状转变，晶粒形态发生变化，晶粒界面增多，从而提高了铬锰氮不锈钢的硬度。关键词：铬锰氮不锈钢；稳态区；稀土铈；冷却速率中图分类号：TG244．3文献标识码：A文章编号：1001—4977(2017)04一0411一04E仟ectOfCeriumandDireCtiOnaISO

3、Idif．catiOnCOO

4、_ngRateOntheSteadyStateRegiOnMicrOstructureOfCr—Mn—NStainleSSSteeIZHANGHui-min，ZHA0Li-ping

5、，HEJian—xin(Sch001ofMaterialalldMetallurgyhmerMon901iaUnivers毋ofScienceandTeclln0109y，Baotou014010，LnnerMon901ia，China)Abst耐：Inordertostudvtheeffectofceriumanddirectionals01idificationc001ingrateonthesteadystateregionmircos佃JctureofCr．Nm—Nstainlesssteel，theelec仃omagnet

6、icinductiondirectionals01idification盯owm向macewasusedintheresearchtopreparethes锄ples．Theresultsshowthatwhenthec001ingmtewas12¨In／s，steadystateregionofmesamplewascellularcrystalsstructure．Thesteadystateregionofthesarllplewastl】medintoc01umarcrystalsstmctI】reanddendritica

7、nllspacingshadnotimeto，growup，asthesolidificationrateincreasedto120¨m／sand500ⅢⅡ1／s．Whenthec001ingrate、Ⅳas12¨r州s，constituentsupercoolingofdendritictipwaspromotedwiththecontentofrareearthceriumincreasedtoO．067％，s01idificationmicrostmcturewastumedintoc01umnarcrystalsstnlc

8、turebycellularcrystal．The掣ainsshapechangedandthe2rainsinterfaceincrease正sohardnessoftheCr．Nm—Nstainlesssteelcanbeimproved．硒rwords：Cr—Mn—Nstainlesssteel；steadystateregion；rareeanbCe；c001ingrate近年来，随着人类生活水平的提高，对持久耐用的奥氏体不锈钢的需求越来越大。在全球镍资源短缺的情况下，由于铬锰氮不锈钢具有成本较低、强度较高的优点，从而受到了

9、许多研究人员的关注【”。定向凝固技术是研究金属材料凝固过程的重要手段之一，是控制晶体生长和研究晶体生长行为最有效、最直接的方法[2．3]。凝固速率的变化直接影响凝固模型的转变【4】，因此研究不同冷速下稳态区的组织和性能对研究奥氏体不锈钢的凝固组织具有重要作用。由于在钢中加入少量稀土可以提高钢材的质量，因此，本文结合定向凝固技术，研究稀土元素及凝固速率对铬锰氮不锈钢凝固过程的影响。本研究可为分析含稀土元素的铬锰氮不锈钢的组织转变规律及控制凝固过程的工艺参数提供理论指导。1试验钢的制备及分析测试方法1．1试验钢的制备本试验选用铬锰氮不锈

10、钢为原料，采用二次加入不同含量稀土ce的方法在zG．0．03A型真空感应熔炼炉中进行熔炼，试验钢的成分如表1所示。对冶炼的钢坯经锻造后取①6．8mm×70mm的定向凝固试样，对试样表面用砂纸打磨之后，用丙酮在超声波清洗仪中清洗15mi