鍛造外露夾雜的影響因素

文章來源：sjzwx 更新時間：2015-03-02 09:27:43

    鋼錠表面的激冷層因初始鋼液有較大的過冷度而迅速凝固，故無偏析，激冷層幾乎在鍛造高溫加熱中燒損掉。激冷層形成后，晶粒開始沿著模壁垂直方向發展形成柱狀晶，該部分因為在較大的溫度梯度下選擇結晶凝固，且凝固前沿固相率很低，凝固前沿的溶質富化濃度低，同時也容易被環流沖走，故夾雜物和偏析缺陷較小，可以認為柱狀晶是相對純凈的。柱狀晶的厚度取決于澆注溫度和鋼錠尺寸，一般約為50mm～120mm。柱狀晶往里是分枝樹枝晶，其結晶方向偏離柱狀晶方向傾斜生長，A型偏析在這一區域形成。分枝樹枝晶長到一定階段后，中心區域的鋼液達到同一過冷度而同時凝固，最終形成粗大等軸晶。鋼錠底部富集非金屬夾雜物的沉積錐，應當產生鍛件芯部缺陷，而非淺表層缺陷。從以上分析看出，支承輥夾雜外露是因為鋼錠分枝樹枝晶區內質量不好的A型偏析暴露在鍛件表面，這也與外露的夾雜在軸向都呈條帶狀零散分布相吻合。同時結合McDonald和Hunt提出的A型偏析理論，固液相區內由于溫度和濃度梯度造成的密度變化，使未凝固的鋼液趨于不穩定并驅動鋼液環流。環流的鋼液流經鋼錠中心將逐步加熱，環流的熔液可以使局部枝晶重熔，重熔又使液相分數增大，流動阻力減小，使流速進一步增大，加速重熔。這種不穩定現象從而在固液相區內形成一系列細小的管流，當然管流在固相中形成的溝槽越大，流速就越大，熔化速度也越大。一部分溝槽不斷擴展，同時得到枝晶間濃度很高的液相的流動補充。環流不可避免地攜帶大量鋼液中的非金屬夾雜物，隨著溫度的下降，鋼液粒稠流動不暢，非金屬夾雜物堵塞、滯留在分枝樹枝晶管流中并進一步集聚而難以在該區域排除，堵塞的管流進行合并而形成A型偏析。從上面分析不難看出，在同一澆注條件下，鋼水越純凈，越難產生A型偏析。根據以上分析，提高鋼水純凈度和讓分枝樹枝晶區盡量向錠心分布能減少夾雜外露。