稀土微合金低鎳奧氏體不銹鋼的凝固特性.pdf

1、低鎳奧氏體不銹鋼對(duì)人危害小、生產(chǎn)成本低,具有很好的市場(chǎng)前景,但在快速連鑄及熱加工過(guò)程中不銹鋼易出現(xiàn)裂紋等缺陷,這與鋼的凝固組織有密切關(guān)系。稀土可以改善鋼的鑄態(tài)組織及性能,結(jié)合定向凝固技術(shù)研究稀土對(duì)低鎳奧氏體不銹鋼鑄態(tài)組織及性能的影響,將稀土良好的應(yīng)用于不銹鋼中,成為一項(xiàng)重要的研究。
　　本文以稀土低鎳奧氏體不銹鋼為研究對(duì)象,利用電磁感應(yīng)定向生長(zhǎng)爐,進(jìn)行稀土微合金低鎳奧氏體不銹鋼的定向凝固試驗(yàn)。采用差熱分析儀、蔡司金相顯微鏡、掃描電

2、子顯微鏡及附帶的能譜分析儀等設(shè)備,探究不同凝固速率下稀土微合金低鎳奧氏體不銹鋼的顯微組織、凝固模式類(lèi)型、溶質(zhì)分布及第二相,分析稀土Ce對(duì)其鑄態(tài)組織及性能的作用規(guī)律。
　　研究表明,在低鎳奧氏體不銹鋼中,稀土Ce細(xì)化了鑄態(tài)組織,不含稀土的奧氏體不銹鋼的奧氏體組織較為粗大,晶粒尺寸為103.7μ m,含有0.002％的稀土Ce,晶粒變小,當(dāng)稀土含量增加到0.067wt％時(shí),晶粒尺寸減小到53.4μ m。
　　由差熱分析和定向凝固

3、試驗(yàn)得出,在空氣中鑄模冷卻下低鎳奧氏體不銹鋼的凝固模式為全奧氏體模式。當(dāng)凝固速率為30μ m/s和200μ m/時(shí),凝固模式變?yōu)锳F模式。
　　由定向凝固試驗(yàn)得出,稀土元素Ce含量在0~0.067％范圍內(nèi),當(dāng)凝固速率一定時(shí),稀土Ce含量的增加,使低鎳奧氏體不銹鋼的凝固組織更加細(xì)小均勻,一次枝晶和二次枝晶間距的細(xì)化效果也得到了提高。當(dāng)稀土Ce含量一定時(shí),低鎳奧氏體不銹鋼在30μ m/s的凝固速度下固-液界面形貌呈現(xiàn)胞狀,在200μ

4、m/s時(shí),固-液界面發(fā)展成為柱狀樹(shù)枝晶,一次枝晶和二次枝晶間距也隨著凝固速度的變大而顯著減小。添加稀土Ce、增大凝固速率都提高了低鎳奧氏體不銹鋼的顯微硬度值。
　　由能譜分析得出,稀土Ce在一定程度上減輕了其他元素的顯微偏析。此外,稀土鈰還可以改變低鎳奧氏體不銹鋼夾雜形貌,不含稀土?xí)r,夾雜物是不規(guī)則的棱角形鐵鋁尖晶石類(lèi)夾雜,數(shù)量較多;含有稀土Ce為0.002％時(shí),夾雜物變?yōu)闄E圓形,數(shù)量明顯減少;Ce含量增加到0.067％時(shí),夾雜變