Cr12N鋼高壓凝固過(guò)程中氣泡析出行為研究.pdf

1、高氮鋼作為一種新型工程材料，具有非常優(yōu)良的機(jī)械性能、抗腐蝕性等。但實(shí)現(xiàn)高氮鋼的工業(yè)化生產(chǎn)，還有許多需要解決的問(wèn)題，如在熔煉過(guò)程中怎么將大量的氮滲入到鋼液中，在凝固過(guò)程中怎么將氮保留在固相中不析出來(lái)成為氣泡。目前的條件下，生產(chǎn)氮含量較高的不銹鋼在凝固過(guò)程中氮很容易偏析和析出，嚴(yán)重影響鑄錠的質(zhì)量和性能，因而對(duì)高氮鋼凝固過(guò)程中的氣泡析出行為研究具有非常重要的意義。
　　河北聯(lián)合大學(xué)對(duì)高氮鋼的研究已經(jīng)十多年，目前可以生產(chǎn)出氮含量高于1％的

2、奧氏體高氮鋼和高于0.3%的鐵素體高氮鋼。在高壓冶煉條件下冶煉鐵素體高氮鋼時(shí)，由于沒(méi)有采用分階段控制壓力方法，鑄錠偏析和氣泡析出現(xiàn)象嚴(yán)重。
　　從理論分析和實(shí)驗(yàn)研究?jī)蓚€(gè)方面，對(duì)Cr12N高氮鋼在高壓凝固過(guò)程中的氣泡析出行為進(jìn)行分析。通過(guò)分析鑄錠凝固過(guò)程中氮的偏析，得出氮元素很容易在凝固前沿富集，尤其是在樹(shù)枝晶間富集，造成氣泡容易在這些地方生成。在高壓條件下，樹(shù)枝晶間的氣泡被擠壓出來(lái)，減少了氣泡駐留機(jī)會(huì)。凝固終了時(shí)，氮平衡凝固分壓最

3、大，當(dāng)凝固時(shí)的最小壓力大于凝固終了時(shí)的平衡氮分壓時(shí)，可以保證凝固過(guò)程中不析出氣泡。
　　結(jié)合凝固過(guò)程需要更高氮分壓理論，開(kāi)展了熔煉壓力為0.3MPa，凝固壓力為0.8MPa、1.0MPa、1.6MPa和熔煉壓力為0.6MPa，凝固壓力為1.0MPa、1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提高了凝固壓力后鑄錠質(zhì)量明顯提高，用光學(xué)顯微鏡觀察氣泡并統(tǒng)計(jì)其分布情況，得出隨凝固壓力的增加，直徑小于5μm的氣泡增多，直