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不锈钢铸锭组织的主要特征及其影响因素




 

   不锈钢在铸造状态下的组织直接影响到铸件的使用性能,对于铸锭来说,铸态组织影响其压力加工性能,也影响到经过锻压加工以后的成品的组织和性能。铸锭组织的主要特征及其影响因素如果将一个不锈钢铸锭沿纵向及横向剖开并加以浸蚀.在铸锭的剖面上存在着具有不同特征的三个层.表面细晶粒层这是由于液体不锈钢刚刚注入锭模时,模壁温度较低,表面层的不锈钢液体遭到剧烈的冷却,因而在较大的过冷度之下结晶,得到了细晶粒组织.

.柱状晶层在表面细晶粒层形成以后,紧接着足一层柱状晶,每个晶粒都具有伸长的柱形,其轴心方向都垂直于锭模壁.当这一层结晶时,其外层已有了一个热的外壳,锭模温度也已升高,因此不可能达到如同表面层那样大的过冷度,同时,由于液体不锈钢的热量都靠模壁传出,在垂直于模壁的方向上存在着内高外低的温度坡度。这时只有紧靠着已结晶区的一个薄层的液体不锈钢是处于过冷状态的,在这个过冷度不大的薄层液体不锈钢中,成核率相对地较低,而已凝固层的晶体却有一定的生长速度,生长方向与散热方向相反,也垂直于模壁.(那些在与模壁不垂直的方向上生长的树枝晶轴,将被垂直生长的晶轴所阻拦.)在这层液体不锈钢中来不及生成晶核即已被从外层生长进来的晶体所代替。结果造成外层已有晶核的定向生长,形成了柱状晶层。

如果在铸锭凝固过程中在液体不锈钢内始终维持较大的内外温差,那么,柱状晶可以一直长大到铸锭中心,直到相对生长的两排柱状晶相遇为止。这种情况称为穿晶。中心等轴晶区  在一般情况下,结晶进行到愈接近铸锭中心,大口径不锈钢管液相内部的内外温度差就愈小.因此时锭模已被加热至较高的温度,铸锭四周已凝固的部分对剩下的液相来说也是一个高温的外壳,再加上结晶潜热的放出,这都使剩下的液相散热减慢,使液相内部温度趋于均匀.由于液相内部温度渐趋于均匀,因此,铸锭中心部分的液相几乎是同时进入过冷状态的,与柱状晶层的情况不同,这部分过冷的液相已不是一个薄层而是一个比较大的体积,这使得在外面的柱状晶尚未生长到铸锭中心之前,在液相中已形成新的晶核,这些晶核的长大阻止了柱状晶的继续生长,因而在铸锭的中心部分形成了等轴的晶粒,因中心部分冷却慢,过冷度较小,因此晶粒也较粗大。