連鑄過程鑄坯表面氧化鐵皮生成特性及其對殘余元素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造成鋼鐵料損耗和設備維護難度增加，同時還會導致包括鐵皮坑、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一步滲透所生成的表面網(wǎng)狀裂紋所至。因此，開展連鑄坯表面氧化鐵皮生成特性的深入研究，對于實現(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際意義。
　　本文采用高溫實驗方法并

2、結(jié)合金相顯微鏡，掃描電鏡和能譜分析等檢測手段，對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)境氧勢以及合金元素對連鑄坯氧化鐵皮生成特性的影響，研究了氧化鐵皮生成對鋼中Cu富集行為的影響。
　　研究結(jié)果表明，鑄坯表面溫度對氧化鐵皮生成速率影響顯著，本實驗條件下20CrMnTi、45號鋼以及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小于20CrMnTi和45號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，氧化鐵皮層中高價氧化物所占比例越大。20CrMnTi和45號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、較高鑄坯表面溫度下連續(xù)冷卻氧化時，氧化鐵皮呈現(xiàn)疏松多孔，而在較低氧勢時則與基體結(jié)合緊密。TTS443M鋼所生成氧化鐵皮與基體結(jié)合較緊密，在本實驗氣氛及溫度條件下均無裂縫產(chǎn)生。
　　在本實驗鑄坯表面溫度及氧勢氣氛條件下，20CrMnTi鑄坯氧化鐵皮層均無明顯的Cu富集。
　　高銅海洋鋼在較高氧勢和較高鑄坯表面溫度下和較低