钢中残余元素对连铸圆坯纵裂的影响

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1、钢中残余元素对连铸圆坯纵裂的影响陈伟庆　昌　波　　　　(北京科技大学)ABSTRACTHotductilityofroundbilletswithdifferentcontentofresidualshasbeeninvestigatedbyGleebletest.TheresultsshowthathotductilityofthebilletwithCu+10Sn＝0.32%isremarkablydroppedintheregionfrom1　000to925℃，especiallyat950

2、℃.TheintergranularfailureandSnsegregationonthegrainboundaryat950℃weremeasuredbySEMandAES.ByanalyzingCCconditions,itisconsideredthatiftemperatureofinitialsolidifiedshellinmoldiswithintheembrittlementregionatlowcastingspeed,thelongitudinalcracksmaybeoccu

3、rred.KEYWORDScontinuouscasting,roundbillet,hotductility,residuals,longitudinalcracks　　　　近年来，电炉短流程发展很快，钢中残余元素导致的连铸坯和钢质量问题引起了国际钢铁界的高度重视。天津钢管公司采用EAF—LF—VD—CC流程生产圆铸坯，曾一度出现严重的圆坯纵裂。在解决圆坯纵裂问题时，严格控制钢中残余元素含量具有重要的作用，本文重点研究钢中残余元素对圆铸坯热塑性及纵裂的影响。1　钢中残余元素对圆坯高温力学性能的影响

4、　　从生产现场选取2炉34Mn5钢种的连铸圆坯试样，试样A从出现严重纵裂的一炉圆坯上取样，试样B从无裂纹的一炉合格圆坯中取样，2炉圆坯试样的化学成分如表1所示。表1　两炉圆坯试样的化学成分　　Table1　ChemicalcompositionsofsampleAandB摘　要　使用Gleeble机测定了不同残余元素含量的连铸圆坯试样的高温力学性能，结果表明：Cu当量(Cu+10Sn)＝0.32%的试样在925～1　000℃，特别是在950℃的热塑性显著降低；扫描电镜和俄歇检验发现，此温度下试样为沿

5、晶断裂，在奥氏体晶界有Sn偏析。分析连铸生产条件认为，如拉速较低，结晶器内初生坯壳温度处于此高温脆性区，圆铸坯将可能产生纵裂。关键词　连铸　圆坯　热塑性　残余元素　纵裂EFFECTOFRESIDUALSONLONGITUDINALCHENWeiqing　CHANGBo(UniversityofScience&TechnologyBeijing)YUPing(TianjinPipeCorporation)CRACKSOFCCROUNDBILLET试样CSiMnPSNiA0.300.231.200.02

6、20.0060.07B0.320.271.210.0240.0120.05试样CrMoCuSnAsSbA0.070.020.190.0130.0080.003B0.070.020.120.0100.0060.003试样PbBiAlBONA0.0050.0010.0280.001　00.003　50.010B0.0050.0010.0110.001　30.004　50.011　　将试样加工成φ10mm×120mm的圆棒，利用Gleeble-1500热模拟机对其进行高温拉伸测试，测试在氩气保护下进行，

7、试样的加热历程见图1，应变速率ε*＝4×10－4s－1。试样拉断后立即喷水激冷。试样的断面收缩率RA与温度的关系见图2。　　由图2可看出，试样A、B在925～1　000℃温度区间的RA值有显著差异，特别是在950℃时，试样B的RA值为76.69%(缩颈细且光滑)，而试样A仅为34.55%(缩颈粗且在附近出现宏观裂纹)。在1　000～1　300℃和700～925℃两个温度区间，试样A、B的RA值比较接近。　　由表1可知，试样A中的Cu和Sn均大于试样B的，而其它元素含量相近。分析以上结果还可看出，试样

8、B的热塑性急剧恶化的温度为950℃，而试样A为1　000℃，说明随残余元素含量增加，热塑性开始显著降低的临界温度提高。图1　试样的加热历程　　Fig.1　ExperimentalconditionforGleebletest图2　试样A、B的断面收缩率与温度的关系　　Fig.2　RelationbetweenRAandtemperatureforsampleAandB2　高温拉伸试样的显微结构检验　　将高温拉断后的试样用SEM检验，观察到在1　300～1　000℃高温