連鑄過程實(shí)質(zhì)上是一個多元體系合金凝固的過程。鋼液在凝固過程中，由于溶質(zhì)元素（如，C，S和P等溶質(zhì)元素）在固液相中的溶解度不同，鑄坯內(nèi)部會同時發(fā)生微觀和宏觀尺度上溶質(zhì)偏析。其中，微觀偏析是由枝晶間富含溶質(zhì)的鋼液的凝固引起，其為短程上的溶質(zhì)含量差異，長度范圍約幾個微米。宏觀偏析（即中心偏析）是由凝固過程中樹枝晶間富集溶質(zhì)殘余母液的流動造成的。其常在鑄坯縱剖面上沿中心軸線以點(diǎn)線狀偏析、V形偏析等形式存在，且其中心溶質(zhì)元素明顯高于其他部位。與鑄坯內(nèi)微觀偏析相比，宏觀偏析會引起鑄坯內(nèi)部化學(xué)成分不均勻，且難以通過后續(xù)的軋制和退火等熱處理工藝中被完全消除，并有可能導(dǎo)致鑄坯內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生，進(jìn)而降低了最終產(chǎn)品的加工和機(jī)械性能。
針對上述鑄坯內(nèi)部宏觀缺陷，國內(nèi)外冶金工作者做出了大量細(xì)致深入的研究工作，并指出了幾種不同形成機(jī)制及相應(yīng)的改善措施。然而，由于實(shí)際澆鑄過程的復(fù)雜性，每一種理論只能解釋某些鑄坯中心偏析特征，均不能完全說明問題?，F(xiàn)將其主要的形成機(jī)理歸結(jié)如下：
1、溶質(zhì)元素析出和富集理論，鋼液在凝固過程中，由于溶質(zhì)元素（如C，S，P等）在固液相中進(jìn)行再分配，凝固枝晶的生長將析出的溶質(zhì)元素不斷地排向未凝固的鋼液中，隨著凝固的進(jìn)行，這些易偏析元素被富集在鑄坯中心或凝固末端區(qū)域，進(jìn)而形成中心偏析；
2、“凝固晶橋”理論，鑄坯內(nèi)部柱狀晶生長過于發(fā)達(dá)，當(dāng)鑄坯局部傳熱不穩(wěn)定時，易引起柱狀晶生長不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致鑄坯中心在凝固后期形成“搭橋”，阻止了上部鋼液對晶橋下鋼液凝固收縮的補(bǔ)充，形成了中心疏松和縮孔，并引起中心偏析；
3、空穴抽吸理論，在凝固末期，由于鑄坯鼓肚或末端液相穴的凝固收縮，在鑄坯中心產(chǎn)生具有負(fù)壓抽吸作用的空穴，造成了樹枝晶間富集溶質(zhì)元素的鋼液向鑄坯中心流動，形成中心偏析。
對上述形成機(jī)理進(jìn)行綜合分析可知，影響鑄坯內(nèi)宏觀偏析程度大小的因素可包括：鋼液的澆注溫度；固液兩相區(qū)溫差；凝固時間長；固液密度差異大；鋼種成分及其內(nèi)易偏析的有害溶質(zhì)元素含量，樹枝晶間距；凝固坯殼的變形。由此可知，鑄坯中心偏析的形成涉及到連鑄的設(shè)備、工藝、技術(shù)、鋼種以及操作等因素影響。將改善或消除鑄坯內(nèi)中心偏析和疏松的技術(shù)手段可分為四大類：1、為液相穴提供等軸晶產(chǎn)生的條件；2、減少鋼液中易偏析的有害溶質(zhì)元素；3、補(bǔ)償鑄坯凝固末端的收縮；4、防止鑄坯鼓肚等方式以抑制凝固末端吸收富集偏析溶質(zhì)的鋼液。
——本文摘自論文文獻(xiàn)綜述
冀公網(wǎng)安備13050002001422號