連鑄過(guò)程鑄坯表面氧化鐵皮生成特性及其對(duì)殘余元素Cu富集影響的研究.pdf

1、氧化鐵皮是在連鑄和軋制工序中鑄坯表面所生成的鐵氧化物層。氧化鐵皮的生成不僅會(huì)造成鋼鐵料損耗和設(shè)備維護(hù)難度增加，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致包括鐵皮坑、紅銹、鐵皮壓入、酸洗殘留等表面缺陷。而連鑄坯的“熱脆裂紋”是因Cu等殘余元素在氧化鐵皮層/金屬基體界面富集并向晶界進(jìn)一步滲透所生成的表面網(wǎng)狀裂紋所至。因此，開(kāi)展連鑄坯表面氧化鐵皮生成特性的深入研究，對(duì)于實(shí)現(xiàn)連鑄坯表面氧化鐵皮減量化和鑄坯表面質(zhì)量提高具有重要理論和實(shí)際意義。
　　本文采用高溫實(shí)驗(yàn)方法并

2、結(jié)合金相顯微鏡，掃描電鏡和能譜分析等檢測(cè)手段，對(duì)兩種含銅鋼及鐵素體不銹鋼連鑄坯氧化鐵皮表觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)及物相組成進(jìn)行了研究，考察了不同鑄坯表面溫度和連續(xù)冷卻條件下鑄坯表面溫度、環(huán)境氧勢(shì)以及合金元素對(duì)連鑄坯氧化鐵皮生成特性的影響，研究了氧化鐵皮生成對(duì)鋼中Cu富集行為的影響。
　　研究結(jié)果表明，鑄坯表面溫度對(duì)氧化鐵皮生成速率影響顯著，本實(shí)驗(yàn)條件下20CrMnTi、45號(hào)鋼以及TTS443M連鑄坯的氧化活化能分別為226.5kJ/mo

3、l、221.0kJ/mol以及412.2kJ/mol。
　　TTS443M鋼連鑄坯所生成氧化鐵皮厚度遠(yuǎn)小于20CrMnTi和45號(hào)鑄坯的氧化鐵皮厚度。TTS443M鋼連鑄坯所生成氧化鐵皮致密性好于20CrMnTi和45號(hào)鋼氧化鐵皮，且與基體結(jié)合緊密。
　　鑄坯表面溫度越高，氧化鐵皮層中高價(jià)氧化物所占比例越大。20CrMnTi和45號(hào)鋼鑄坯氧化鐵皮由里至外依次為FeO層、Fe3O4層以及Fe2O3層。TTS443M鑄坯氧化鐵皮

4、組成為表層Fe2O3/Fe3O4;中間層FeCr2O4。
　　20CrMnTi和高銅海洋鋼在較高氧勢(shì)、較高鑄坯表面溫度下連續(xù)冷卻氧化時(shí)，氧化鐵皮呈現(xiàn)疏松多孔，而在較低氧勢(shì)時(shí)則與基體結(jié)合緊密。TTS443M鋼所生成氧化鐵皮與基體結(jié)合較緊密，在本實(shí)驗(yàn)氣氛及溫度條件下均無(wú)裂縫產(chǎn)生。
　　在本實(shí)驗(yàn)鑄坯表面溫度及氧勢(shì)氣氛條件下，20CrMnTi鑄坯氧化鐵皮層均無(wú)明顯的Cu富集。
　　高銅海洋鋼在較高氧勢(shì)和較高鑄坯表面溫度下和較低