特殊钢的凝固特性，热物理性能

特殊钢中加入合金元素，其凝固特性与普碳钢有所不同，这是连铸时要注意之处。

（1）钢中含有较强的活泼元素 如不锈钢中含有Al、Ti等元素容易和O、N结合，生成Al₂O₃、TiO₂、TiN、Ti（CN）、（Cr，Al）₂O₃、（Mn，Ti）₂O₄等复杂的夹杂物，给浇注操作（如堵塞水口）和铸坯质量带来危害。

（2）凝固温度区间变化大 合金元素含量较高，意味着液相线和固相线温度区间较大。如奥氏体不锈钢（w（Cr）=18%～20%，w（Ni）=8%～10%）的液相线温度T_L=1449℃，固相线温度T_S=1393℃，ΔT=T_L-T_S=56℃；铁素体不锈钢（w（Cr）=10%～11%）的T_L=1507℃，T_S=1482℃，ΔT=25℃。钢中w（C）由0.2%增加到0.5%，ΔT由30℃增加到60℃。凝固温度区间的变化，在选择钢液过热度、二次冷却水量和水量分配时必须予以考虑。

（3）凝固结构 铸坯凝固结构对产品质量有重要影响。根据钢中合金元素含量不同，钢液凝固分为三种类型：①钢液凝固成δ相或γ相，如铁素体的Cr钢和奥氏体的Cr-Ni钢；②钢液首先凝固成δ相，然后转变成γ相，如含有δ相的Ni-Cr奥氏体钢；③钢液首先凝固成δ相，然后发生δ→γ→α相的转变，如w（C）＜0.53%的低合金钢的凝固。在初晶为δ相或γ相中的显微偏析有很大的差别，δ相中溶质元素扩散比在γ相中快100倍，因此γ相中显微偏析严重，提高了裂纹敏感性。二次树枝晶间距是显微偏析的量度。在冷却条件一定时，合金元素含量增加，二次树枝晶间距减小，显微偏析减轻。(www.xing528.com)

（4）热物理性能 合金钢热物理性能（如导热系数λ、热膨胀系数α）变化较大。见表1-1，不锈钢导热系数比碳钢要小，而凝固收缩量比碳钢要大。

表1-1 几种钢的热物理性能