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 鍛造外露夾雜的影響因素
 
鋼錠表麵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。激冷層形成後,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,同時也容易被環流衝走,故夾雜物和偏析缺陷較小,可以認為柱狀晶是相對純淨的。柱狀晶的厚度取決於澆注溫度和鋼錠尺寸,一般約為50mm~120mm。柱狀晶往裏是分枝樹枝晶,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後,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麵,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,固液相區內由於溫度和濃度梯度造成的密度變化,使未凝固的鋼液趨於不穩定並驅動鋼液環流。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係列細小的管流,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並進一步集聚而難以在該區域排除,堵塞的管流進行合並而形成A型偏析。從上麵分析不難看出,在同一澆注條件下,鋼水越純淨,越難產生A型偏析。根據以上分析,提高鋼水純淨度和讓分枝樹枝晶區盡量向錠心分布能減少夾雜外露。

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