中心疏松和中心缩孔往往与中心偏析伴随发生。从低倍酸浸试验中可以看出,所谓疏松就是集中在连铸坯心部的多个圆环或不规则形状的孔隙。而偏析为暗黑色的腐蚀区域,在横向低倍试样上表现为组织不致密,在整个试样上呈分散的小孔隙和黑色的小圆点。小孔隙为多边形或圆形。一般疏松有时也表现为在粗大发亮的一次树枝晶间的疏松。疏松区发暗而晶轴发亮,疏松点的碳、硫、磷含量比基体偏高。中心疏松表现为横向低倍试样轴心区域是不规则的皱褶缝隙或空洞。
在碳素结构钢中,高、中碳钢较低碳钢疏松严重;在合金结构钢中,硅锰钢、铬锰硅钢疏松严重,其中硅锰钢疏松最严重,如60Si2Mn;合金工具钢一般疏松也比较严重,如9Cr2等。
减少或消除中心偏析和疏松的技术手段可分为三类:
1)减少钢中的有害元素(通过冶炼洁净钢、去除夹杂物或控制其分布形态来实现)。(www.xing528.com)
2)通过补偿铸坯凝固末端的收缩或防止铸坯鼓肚来抑制凝固末端富集偏析溶质钢液的进一步积聚(使用小辊径分节辊、凝固末端轻压下、凝固末端连续锻压技术及凝固末端强冷技术等)。
3)为液相穴提供和产生等轴晶(低过热度浇注技术和电磁搅拌)。
几种常用消除中心偏析和疏松技术的优缺点为:①低过热度浇注技术的优点为增加凝固形核率,扩大等轴晶区,减小柱状晶区,凝固收缩减小,中心宏观偏析减轻,其缺点是对生产节奏控制要求高,增大水口堵塞趋势,不利于夹杂物上浮;②电磁搅拌技术的优点为加速过热耗散,增加等轴晶率,有利于钢液成分均匀,减轻中心宏观偏析,其缺点表现为对搅拌位置敏感、位置灵活性差、维护费用高,二次冷却区电磁搅拌不合适易出现白亮带负偏析;③轻压下技术的优点为热机械变形控制中心偏析和疏松效果好,还可以控制中心裂纹,动态轻压下对实际生产工况适应性强,其不足表现为轻压下工艺参数确定难度大,对设备和控制技术要求高,静态轻压下对位置有局限性。
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