角部横裂纹形成机理
发布时间:2015年07月07日 点击数:
角部横裂纹主要形成于结晶器,扩展于二冷区。在振痕处冷却较弱,使得奥氏体晶粒粗大,且存在元素偏析,并且整个坯壳凝固厚度不均匀,在薄的地方容易产生微小裂纹。而当进入二冷区后由于二次冷却的不均匀和受到弯曲、矫直及热应力等外应力作用后,尤其是当温度进入到脆性区温度,裂纹快速扩展,从而形成宏观角部横裂纹。
角部横裂纹主要产生于振痕波谷处,原因包括:
(1)亚包晶钢收缩强,坯壳与铜板形成气隙,振痕波谷处传热减慢,坯壳温度高,奥氏体晶粒粗大,这降低了钢的高温塑性。尤其是亚包晶钢比低碳钢和高碳钢表现更为明显。
(2)在奥氏体向铁素体相变过程中,第二相质点(AlN、Nb(C,N)、VN、BN等)在奥氏体晶界析出,增加了晶界脆性。
(3)沿振痕波谷处,存在S、P等的正偏析,降低了钢的高温强度。
(4)铸坯在运行过程中收到弯曲和矫直以及鼓肚作用,铸坯又刚好处于低温脆性区,又加上相当于应力集中“缺口效应”的振痕,受到拉伸应力作用的应变量如果超过1.3%,在振痕波谷处就产生横裂纹。裂纹沿奥氏体晶界扩展直到具有良好塑性的温度为止。
(5)由于拉坯阻力过大或者由于结晶器锥度过大而致使铸坯拉裂,这也是形成横裂纹的原因之一。
在试样凝固过程中发生溶质元素的偏析,低熔点溶质元素富集于晶粒之间。随后的凝固过程中,在晶界生成低熔点夹杂物或金属间化合物(如Fe-Si),这些在很大程度上降低了晶界强度,在应力作用下晶界处形成裂纹。
——本文摘自论文文献综述
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