發(fā)布時間：2020-07-06 22:30

【摘要】：針對傳統(tǒng)模鑄鋼錠內(nèi)部出現(xiàn)的偏析、疏松及縮孔等質(zhì)量問題,提出多芯復(fù)合澆鑄工藝制備大型鋼錠。利用硫代硫酸鈉模擬實驗,測定了復(fù)合條件下硫代硫酸鈉熔體的凝固率,分析了芯坯數(shù)量對熔體凝固過程的影響。在保護氣氛下進行了復(fù)合澆鑄實驗,首先澆鑄了雙芯坯、四芯坯復(fù)合鑄錠,在澆鑄過程中實際測量了鑄模內(nèi)芯坯的溫度變化值,并對溫度變化曲線以及鑄錠宏觀斷面組織進行了討論、分析;然后優(yōu)化了澆鑄工藝,澆鑄了五芯坯復(fù)合鑄錠,對五芯坯復(fù)合鑄錠進行解剖取樣,對鑄錠的宏觀斷面組織進行了對比分析,同時對鑄錠內(nèi)各部位的復(fù)合界面以及各部位鑄態(tài)微觀組織進行了對比分析。硫代硫酸鈉模擬實驗結(jié)果表明:在鑄模內(nèi)預(yù)置成分相同的低溫芯坯可以促進熔體在芯坯表面的形核,增加熔體內(nèi)部的“結(jié)晶雨”,提高細小等軸晶的比例,顯著縮短熔體的凝固時間。隨著芯坯數(shù)量的增多,凝固過程中的“結(jié)晶雨”現(xiàn)象顯著增加,凝固速度更快,凝固組織更細小致密。實際澆鑄實驗結(jié)果表明:無芯坯鑄錠中,由于鋼液只有從外向內(nèi)的冷卻,補縮不好,鑄錠中不可避免的存在縮孔、疏松等缺陷,鑄錠心部鋼液冷卻慢,且內(nèi)部組織較為粗大。雙芯坯和四芯坯復(fù)合鑄錠中,因為鋼制鑄模吸收了熔體的大量熱量,所以復(fù)合鑄錠凝固過程中補縮不好而產(chǎn)生氣孔及縮孔,同時因為界面處熱量不夠而導(dǎo)致界面局部處出現(xiàn)縫隙。在界面處靠近芯坯表面的凝固組織因為冷卻速率大、過冷度大、形核率高,所以該處凝固組織極為細小,距離芯坯表面越遠,凝固組織相對越粗大。五芯坯復(fù)合鑄錠采用磚模澆鑄,保證了鋼液凝固時有較好的補縮條件,為芯坯與鋼液的復(fù)合提供了足夠的熱量,所以五芯坯鑄錠內(nèi)界面復(fù)合較好。同時,內(nèi)置五芯坯一方面讓鑄錠內(nèi)熔體內(nèi)外同時冷卻,減小了鋼液的凝固距離和鋼液之間的溫度差,提高了熔體的冷卻速率和形核速率,增加了鋼液的過冷度,均勻了鋼液的溫度場,最終細化了凝固組織;另一方面,五芯坯復(fù)合鑄錠中的中間芯坯所占的幾何空間完全取代了無芯坯鑄錠中出現(xiàn)大縮孔以及疏松的幾何空間,所以復(fù)合鑄錠避免了鑄錠心部的縮孔、疏松等缺陷。模擬實驗結(jié)果與實際實驗結(jié)果相互吻合,即多芯復(fù)合澆鑄大型鋼錠的工藝可以解決傳統(tǒng)模鑄鋼錠內(nèi)部出現(xiàn)的偏析、疏松及縮孔等的質(zhì)量問題。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG261
【圖文】：

即實際結(jié)晶溫度過低時，原子之間率都會下降；另外，從形核率方面講，液種，在實際生產(chǎn)中，液態(tài)金屬多是以外來形核基礎(chǔ)。非自發(fā)形核比自發(fā)形核更容易圍熔體的原子有吸附作用，直接降低了周冷度增大，降低周圍原子的形核功等。由態(tài)金屬形核率會提高，促使金屬晶粒更細

鑄型內(nèi)凝固結(jié)晶形成鑄錠時，根據(jù)液態(tài)金屬的同，可以得到不同的凝固組織。金屬鑄錠的宏表層細晶粒區(qū)、中間柱狀晶粒區(qū)和中心等軸狀區(qū)是緊靠鑄型壁的激冷組織，也稱激冷區(qū)，由狀晶區(qū)由垂直于型壁(沿?zé)崃鞣较?彼此平行排由各向同性的等軸晶組成。等軸晶的尺寸往往圖 1.3 過冷度對晶粒生核率和成長率以及尺寸的影響ence of undercooling on grain nucleation rate and growt

等[47]通過在鑄模中加入 0.8%~3%范圍內(nèi)的塊體形核劑，以達偏析的效果，但塊體形核劑容易被鋼液沖倒以及在其表面軍等[48]發(fā)明了內(nèi)置冷芯和頂置電磁場鑄造大型鋼錠的方法作用可以分散元素分析，加熱作用有利于頂部的補縮，但是氣孔。趙沛等[49]提出將帶有冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻器插入液體并形成，細化組織等優(yōu)點，但對冷卻器材料要求較高且冷卻器等[50]發(fā)明了一種通過在鋼錠真空澆鑄過程中向錠模中加入金增加了外來形核劑，但金屬粉末不容易被均勻分散開來，析。劉宏偉等[51]提出了一種大高徑比生產(chǎn)圓形鑄坯的方法筒類鍛件的應(yīng)用，且大高徑比不利于鋼液的補縮，易產(chǎn)生縮等[52]通過利用磁場引發(fā)熔體振動及對流，使大量晶核持續(xù)圖 1.5 鋼液在不同條件下的結(jié)晶狀態(tài)示意圖(a)靜置鋼液；(b)振動鋼液.1.5 Schematic diagram of crystalline state of molten steel for different condi(a)Static molten steel; (b)Vibratory molten steel

【參考文獻】

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本文編號：2744228