電磁攪拌作用下1Cr13馬氏體不銹鋼凝固組織的研究.pdf

1、馬氏體不銹鋼具有強(qiáng)度高和耐蝕性好等特點(diǎn)。其中1Cr13馬氏體不銹鋼主要用作于制作具有較高韌性及受沖擊負(fù)荷的零部件，如刃具、葉片、水壓機(jī)閥、結(jié)構(gòu)架、螺栓、螺帽等。但其在連鑄生產(chǎn)中鑄坯易出現(xiàn)中心疏松、裂紋和元素偏析等質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重地影響了產(chǎn)品質(zhì)量。
　　本文針對(duì)國(guó)內(nèi)某冶金企業(yè)160mm×160mm的1Cr13馬氏體不銹鋼小方坯連鑄坯生產(chǎn)易產(chǎn)生中心偏析、中心疏松和裂紋等質(zhì)量問題，在實(shí)驗(yàn)室開展了電磁攪拌下1Cr13馬氏體不銹鋼模擬澆鑄實(shí)驗(yàn)

2、研究。測(cè)試分析了不同電磁攪拌參數(shù)下，實(shí)驗(yàn)鑄型內(nèi)的磁場(chǎng)分布。開展了不同電磁攪拌起始時(shí)機(jī)、不同冷卻條件、不同攪拌強(qiáng)度和組合電磁攪拌等條件下1Cr13馬氏體不銹鋼澆鑄實(shí)驗(yàn)，制備了80×80×200 mm鑄坯，通過低倍枝晶腐蝕顯示、金相檢驗(yàn)和SEM等分析，研究了電磁攪拌對(duì)1Cr13馬氏體不銹鋼鑄坯的宏觀和微觀凝固組織的影響規(guī)律，探討了電磁攪拌促進(jìn)鑄坯凝固補(bǔ)縮，打碎晶間“搭橋”，改善1Cr13馬氏體不銹鋼的中心偏析、疏松和裂紋的機(jī)理，獲得出以下結(jié)

3、論:
　　(1)在頻率相同的條件下，實(shí)驗(yàn)鑄型內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度隨電流強(qiáng)度增大而增大;在鑄型中心縱向截面和邊緣縱向截面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度在中心點(diǎn)處最大，并且從中心向兩側(cè)方向遞減;在鑄型中心橫截面上，中心點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小。
　　(2)通過在不同起始時(shí)機(jī)(30s、90s、150s)施加強(qiáng)電磁攪拌，在鑄坯內(nèi)獲得白亮帶，推算坯殼凝固厚度，可獲得1Cr13馬氏體不銹鋼的凝固坯殼生長(zhǎng)規(guī)律，其凝固系數(shù)為K=11.02926 mm/min1/2。而

4、且，在緩冷條件下，電磁攪拌起始時(shí)機(jī)為30s、90s和150s時(shí)的液相區(qū)比例分別為68％、42％和25％，可分別模擬連鑄的結(jié)晶器、二冷段和末端電磁攪拌階段。在強(qiáng)冷條件下，電磁攪拌起始時(shí)機(jī)為30s時(shí)，液相區(qū)比例為20％，相當(dāng)于末端電磁攪拌階段;
　　(3)在緩冷條件下，鋼液凝固速度較低，容易造成偏析和中心疏松;在強(qiáng)冷條件下，鑄坯凝固速度較快，溫度梯度較大，有利于柱狀晶生長(zhǎng)，鑄坯中心易形成搭橋，造成中心偏析、中心疏松和晶界裂紋等缺陷;<

5、br>　　(4)在12Hz頻率下，隨電磁攪拌電流強(qiáng)度的增加，鑄坯等軸晶率提高;但是進(jìn)一步增加電流強(qiáng)度，等軸晶比率提高并不明顯。合理的電磁攪拌參數(shù)為12Hz，250A。采用M-EMS和F-EMS組合電磁攪拌不僅可以顯著提高1Cr13鋼的等軸晶比率，還能消除因過度攪拌帶來的白亮帶，顯著改善鑄坯中心區(qū)的質(zhì)量。施加電磁攪拌也使1Cr13鋼晶粒細(xì)小均勻，并使C、Cr元素分布更加均勻，減輕偏析;
　　(5)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)冷或局部強(qiáng)冷條件下，