鑄坯低倍相關(guān)知識(shí)課件

鑄坯低倍相關(guān)知識(shí)譚杜鑄坯低倍相關(guān)知識(shí)譚杜11、連鑄坯低倍組織2、低倍試樣制作流程及檢驗(yàn)方法3、常見(jiàn)低倍缺陷及判定標(biāo)準(zhǔn)4、如何控制好連鑄坯低倍組織主要內(nèi)容1、連鑄坯低倍組織主要內(nèi)容2

一、連鑄坯低倍組織

1-1、低倍組織的定義

低倍組織：當(dāng)連鑄坯完全凝固后，從鑄坯上切取的橫斷面試樣，經(jīng)過(guò)適當(dāng)加工后，通過(guò)肉眼或不超過(guò)10倍的放大鏡所觀察到的組織稱為連鑄坯的低倍組織（又叫連鑄坯的宏觀組織）。

一、連鑄坯低倍組織

1-1、低倍組織的定義3

連鑄坯的酸蝕低倍檢驗(yàn)是用來(lái)確定鋼坯橫斷面或縱截面上內(nèi)部裂紋的種類、形態(tài)和分布、夾雜物宏觀分布、疏松和偏析狀況及斷面形狀等情況的方法,根據(jù)對(duì)低倍組織中反饋出來(lái)的各種具體缺陷種類、形狀和位置進(jìn)行評(píng)定,通過(guò)其與凝固條件的關(guān)系、鋼種、斷面的凝固特點(diǎn),及時(shí)對(duì)連鑄工藝參數(shù)、澆注操作和設(shè)備運(yùn)行狀況存在的問(wèn)題做出判斷,采取相應(yīng)的措施,改善并提高鑄坯質(zhì)量,同時(shí)為連鑄工藝的新品種開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。1-2、連鑄坯低倍組織的作用連鑄坯的酸蝕低倍檢驗(yàn)是用來(lái)確定鋼坯橫斷面41-3、典型低倍組織結(jié)構(gòu)

連鑄坯典型的低倍結(jié)構(gòu)是由三個(gè)區(qū)域帶組成：表皮部分是細(xì)小的等軸晶帶區(qū)域；表皮往里是樹(shù)枝狀晶體構(gòu)成的柱狀晶帶，其方向是垂直于鑄坯表面；中心是粗大的等軸晶帶。連鑄坯的低倍組織對(duì)鋼的加工性能和機(jī)械性能影響很大。除某些特殊用途的鋼要求柱狀晶組織外，絕大部分鋼都希望得到等軸晶區(qū)大的鑄坯組織，同時(shí)希望等軸晶品粒細(xì)小、均勻。1-3、典型低倍組織結(jié)構(gòu)連鑄坯典型的低5（1）細(xì)小等軸晶區(qū)

鋼液進(jìn)入結(jié)晶器后，受結(jié)晶器壁急劇冷卻形成大量晶核，并迅速凝固成具有細(xì)小等軸晶的激冷層區(qū)，其化學(xué)成分相當(dāng)于液相成分。激冷層的厚度主要取決于鋼液的過(guò)冷度，形成激冷層的冷卻速度約為100℃/S。（2）柱狀晶區(qū)

隨著激冷層的形成，傳熱速度減慢，凝固前沿的過(guò)冷度減小，同時(shí)又有空間熱流時(shí)，柱狀晶便開(kāi)始生長(zhǎng)，其方向平行于散熱方向。當(dāng)用較高倍顯微鏡觀察其結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)這種柱狀晶是大體沿同一方向伸展的網(wǎng)狀樹(shù)枝晶的集合組織。即從邊緣向中心，柱狀晶由只有二次枝晶發(fā)展成為高次枝晶，斷面也由簡(jiǎn)單變復(fù)雜。柱狀晶發(fā)達(dá)時(shí)可直抵鑄坯中心，形成穿晶結(jié)構(gòu)，只有形成中心等軸晶區(qū)才能阻止柱狀晶生長(zhǎng)。（1）細(xì)小等軸晶區(qū)6

（3）中心等軸晶區(qū)

隨著柱狀晶的生長(zhǎng)，凝固前沿富集了越來(lái)越多的氣體夾雜及低熔點(diǎn)元素，因而降低了熔點(diǎn)和過(guò)冷度。另外，由于坯殼厚度不斷擴(kuò)大，傳熱速度下降，柱狀晶發(fā)展緩慢，并隨著中心部位與柱狀晶前沿鋼液的溫度差別逐漸減小，柱狀晶停止向內(nèi)生長(zhǎng)，此時(shí)中心未凝固的鋼液結(jié)晶接近停滯狀態(tài)，直到鋼液溫度降低至熔點(diǎn)以下時(shí)，在殘余鋼液中普遍形核，向各方向長(zhǎng)大成等軸晶。因此，澆注溫度越低，溫度梯度越小，組成的過(guò)冷范圍越寬，就越容易生成等軸晶。

連鑄坯宏觀組織的好壞，可以用等軸晶所占比例多少來(lái)衡量。等軸晶組織對(duì)改善鑄坯質(zhì)量有顯著影響，因此可以通過(guò)對(duì)連鑄坯凝固條件的調(diào)整促進(jìn)等軸晶的生長(zhǎng)。（3）中心等軸晶區(qū)7二、低倍試樣的制作流程30~50mm試樣100mm試樣銑床拋光入池酸洗取出沖洗干燥檢驗(yàn)切割成兩半鉆孔（取金屬粉末）裝袋送化驗(yàn)室碳硫分析儀檢驗(yàn)鑄坯二、低倍試樣的制作流程30~50mm試樣100mm試樣銑床拋82-1、低倍試樣的制作流程試樣切割邊角清理收集酸洗沖洗檢驗(yàn)2-1、低倍試樣的制作流程試樣切割邊角清理收集酸洗沖洗檢驗(yàn)9①②④⑤⑥③試樣來(lái)源試樣切割試樣加工鉆眼取樣檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2-2、偏析試樣的制作流程①②④⑤⑥③試樣來(lái)源試樣切割試樣加工鉆眼取樣檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)10

A、熱酸浸蝕法：其酸液溫度一般為60℃～80℃或60℃～70℃。

B、冷酸浸蝕法：酸液溫度為室溫。

C、電腐蝕法：是將試樣置于設(shè)備的兩極板之間，且浸于酸液中，一般通以36V電壓、400A的電流。湘鋼低倍酸洗采用體積分?jǐn)?shù)為50%的鹽酸水溶液進(jìn)行熱酸蝕試驗(yàn),酸液溫度為65-80℃,酸浸時(shí)間30min,待到預(yù)定時(shí)間后用流動(dòng)的熱水沖刷試樣,觀察樣品內(nèi)是否存在有裂紋、疏松、皮下氣泡、非金屬夾雜等缺陷.2-3、低倍檢驗(yàn)方法2-3、低倍檢驗(yàn)方法11

連鑄坯的低倍組織評(píng)定一般依據(jù)國(guó)標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，湘鋼現(xiàn)在執(zhí)行的是?GB/T1979-2001結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?。其具體指標(biāo)有：中心疏松、中心偏析、縮孔、內(nèi)部裂紋（包括角部裂紋、皮下裂紋、中間裂紋、中心裂紋）、皮下氣泡、非金屬夾雜物、白點(diǎn)。評(píng)定時(shí)對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)圖譜，確定各項(xiàng)指標(biāo)的相應(yīng)級(jí)別。三、常見(jiàn)低倍缺陷及判定標(biāo)準(zhǔn)連鑄坯的低倍組織評(píng)定一般依據(jù)國(guó)標(biāo)或行業(yè)標(biāo)12

1、中心疏松

形貌特征：在酸蝕試樣上，集中在中心部位的空隙和暗點(diǎn)。

產(chǎn)生原因：鋼液凝固時(shí)體積收縮而沒(méi)有足夠的鋼液補(bǔ)充及最后凝固時(shí)氣體析集和雜物集聚。如將連鑄坯沿中心線剖開(kāi)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中心附近有許多細(xì)小的空隙，我們把這些小孔隙叫中心疏松。在鑄坯軋制時(shí)，當(dāng)壓縮比為3～5時(shí)，中心疏松可焊合，對(duì)成品性能并無(wú)危害。但對(duì)用于穿無(wú)縫管的鑄坯，中心疏松是很有害的，可能會(huì)造成鋼管內(nèi)表面缺陷。鑄坯中心疏松嚴(yán)重時(shí)還會(huì)伴隨著嚴(yán)重的中心偏析，對(duì)產(chǎn)品性能的危害甚大。評(píng)定原則：根據(jù)試樣中心部位的暗點(diǎn)和空隙數(shù)量、大小及密集程度評(píng)定

1、中心疏松13中心疏松中心疏松142、中心縮孔

形貌特征：在酸蝕試樣的中心部位呈現(xiàn)不規(guī)則的空洞

產(chǎn)生原因：鋼液凝固時(shí)柱狀晶的生長(zhǎng)快慢主要取決于鑄坯冷卻過(guò)程中其鑄坯自身的溫度梯度或者說(shuō)冷卻速度當(dāng)澆注過(guò)程中鋼水的過(guò)熱度高，二冷強(qiáng)度大，就會(huì)造成鑄坯冷卻過(guò)程中溫度梯度較大，冷卻速度過(guò)快，導(dǎo)致柱狀晶過(guò)于發(fā)達(dá)。當(dāng)柱狀晶生長(zhǎng)到中心部位，碰到一起造成“搭橋”阻止了橋上面鋼水向橋下面鋼液凝固區(qū)的補(bǔ)充，當(dāng)橋下面鋼水完全凝固后，就留下了許多間斷孔隙，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生較大縮孔。

評(píng)定原則：根據(jù)空洞的大小評(píng)定。

2、中心縮孔

形貌特征：在酸蝕試樣的中心部位呈現(xiàn)不規(guī)則的空15中心縮孔中心縮孔16

3、角部裂紋

形貌特征：在酸蝕試樣的角部，距表面有一定深度并與表面垂直，裂紋嚴(yán)重時(shí)，沿對(duì)角線向內(nèi)部擴(kuò)展。產(chǎn)生原因：是由于鋼液在結(jié)晶器內(nèi)、外冷卻強(qiáng)度不當(dāng)及冷卻不均所產(chǎn)生的變形應(yīng)力，作用在鑄坯邊角部附近造成角部受的應(yīng)力超過(guò)鋼的強(qiáng)度而產(chǎn)生的。使結(jié)晶器內(nèi)均勻冷卻，就可防止這種裂紋的產(chǎn)生。評(píng)定原則：根據(jù)裂紋的寬度、長(zhǎng)度和數(shù)量以及距表面的距離而評(píng)定。3、角部裂紋17角部裂紋角部裂紋18

4、皮下裂紋

形貌特征：在酸蝕試樣的邊部細(xì)等軸晶與柱狀晶的交界處產(chǎn)生并沿柱狀晶向內(nèi)部擴(kuò)展的裂紋。產(chǎn)生原因：指離鑄坯表面3～10mm范圍內(nèi)的細(xì)小裂紋，主要是由于結(jié)晶器變形，局部摩擦力過(guò)大，對(duì)弧不準(zhǔn)，連鑄坯鼓肚或矯直應(yīng)力過(guò)大，以及結(jié)晶器及二冷區(qū)冷卻不均，鑄坯表層溫度反復(fù)變化而發(fā)生多次相變，裂紋沿兩種組織交界面擴(kuò)展也會(huì)形成皮下裂紋。評(píng)定原則：根據(jù)裂紋的寬度、長(zhǎng)度在數(shù)量以及距表面的距離評(píng)定。4、皮下裂紋19皮下裂紋皮下裂紋205、中間裂紋形貌特征：在酸蝕試樣上裂紋在柱狀晶區(qū)內(nèi)出現(xiàn)，并沿柱狀晶擴(kuò)展，一般垂直于鑄坯的兩個(gè)側(cè)面，嚴(yán)重時(shí)中心點(diǎn)的上下左右四個(gè)方向同時(shí)存在。產(chǎn)生原因：連鑄坯通過(guò)二次冷卻區(qū)時(shí)由于冷卻不均勻，溫度回升大而產(chǎn)生的熱應(yīng)力造成，在拉坯和矯直時(shí)連鑄坯受的機(jī)械應(yīng)力過(guò)大、柱狀晶發(fā)達(dá)也助長(zhǎng)裂紋的發(fā)生。評(píng)定原則：根據(jù)裂紋的寬度、長(zhǎng)度和數(shù)量評(píng)定。

5、中間裂紋21中間裂紋中間裂紋22

6、中心裂紋

形貌特征：在酸蝕試樣的中心區(qū)出現(xiàn)的裂紋。產(chǎn)生原因：連鑄坯凝固末期坯的心部鋼液凝固收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，連鑄坯鼓肚，二次冷卻區(qū)冷卻太強(qiáng)，隨后溫度回升而引起凝固層鼓脹，使鑄坯中心粘稠區(qū)受到拉應(yīng)力，矯直應(yīng)力過(guò)大，鋼液過(guò)熱度高。氣體含量高也能引起連鑄坯的中心裂紋。評(píng)定原則：根據(jù)裂紋的寬度、長(zhǎng)度和數(shù)量評(píng)定。6、中心裂紋23中心裂紋中心裂紋247、皮下氣泡形貌特征：在酸蝕試樣的皮下沿柱狀晶生長(zhǎng)方向，呈分散或呈簇分布的細(xì)長(zhǎng)裂縫或橢圓形氣孔。產(chǎn)生原因：鋼液脫氧不良及二次氧化，氣體含量高，加入鋼液的原材料或澆注系統(tǒng)不干燥。若這些氣體不能從鋼中逸出,鑄坯表皮下沿柱狀晶方向生長(zhǎng)就會(huì)形成孔洞。接近于鑄坯表面的相對(duì)較小且密集分布的稱為氣孔。評(píng)定原則：根據(jù)氣泡距表面的距離、大小和數(shù)量評(píng)定。7、皮下氣泡25皮下氣泡皮下氣泡268、非金屬夾雜物形貌特征：在酸蝕試樣上呈不同形狀和不同顏色的非金屬顆?；蚍墙饘賷A雜腐蝕剝落后出現(xiàn)的凹坑。產(chǎn)生原因：一方面冶煉和澆注過(guò)程中帶入的夾雜物、如鋼包、中間包耐火材料的侵蝕物，卷入的中包渣和保護(hù)渣等，另一方面冶煉時(shí)脫氧產(chǎn)生、二次氧化產(chǎn)物等形成的夾雜物進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)未能上浮。評(píng)定原則：根據(jù)夾雜物的數(shù)量、大小及密集程度評(píng)定。8、非金屬夾雜物27非金屬夾雜物非金屬夾雜物28

9、白點(diǎn)

形貌特征：白點(diǎn)的特點(diǎn)是在酸浸試片上，表現(xiàn)為鋸齒狀的小裂縫，呈放射狀、同心圓形或不規(guī)則形態(tài)分布；在淬火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的縱向斷口上呈橢圓形、圓形或鴨嘴形的白亮點(diǎn)故稱為白點(diǎn)。

9、白點(diǎn)29

產(chǎn)生原因：在冶煉和澆注的過(guò)程中，氫通過(guò)不同途徑進(jìn)人鋼液中，在鋼液凝固過(guò)程中，氫在鋼液中的溶解度隨溫度的降低而降低，由于過(guò)飽和而析出的氫有些來(lái)不及逸出仍以原子狀態(tài)固溶于鋼中，隨后部分地?cái)U(kuò)散到鋼液結(jié)晶形成的微小孔隙中結(jié)合成氫分子。鋼坯在進(jìn)行鍛、軋時(shí)，微小的孔隙被壓縮或焊合，其中的一部分氫重新固溶于鋼中，使固溶體中的氫的含量增加，一部分未固溶的分子氫，由于體積壓縮而對(duì)周圍的金屬產(chǎn)生較大的壓力，形成局部?jī)?nèi)應(yīng)力。當(dāng)鑄坯冷卻過(guò)程較快時(shí)，氫來(lái)不及充分外逸，大部分以過(guò)飽和狀態(tài)溶于固溶體中，氫的擴(kuò)散在低溫時(shí)極慢，固溶體中析出的氫只能向金屬微隙中擠，并結(jié)合成氫分子或與微隙中的碳結(jié)合成甲烷(CH)，這些氫分子和甲烷的聚積產(chǎn)生很大的壓力，這種壓力和金屬冷卻及相變等原因形成的應(yīng)力相結(jié)合超過(guò)了金屬的強(qiáng)度極限，從而以微隙為核心發(fā)生穿晶脆裂形成白點(diǎn)。產(chǎn)生原因：30局部放大白點(diǎn)局部放大白點(diǎn)3110、中心偏析

產(chǎn)生原因：由于鑄坯在凝固過(guò)程中，特別是在凝固末期尚未凝固的鋼液中富含的碳、硫、磷、錳、鉻、硅的殘余鋼液向中心流動(dòng)造成的。在鑄坯橫斷面試樣上，從表面向中心取樣進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)中心的碳、硫、磷、錳、鉻、硅等元素的含量明顯高于（或者低于）邊緣部位，這種現(xiàn)象叫中心偏析。中心偏析是和中心疏松、縮孔密切相關(guān)的，中心偏析會(huì)降低鋼的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，在制造線材時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生拉拔脆斷，嚴(yán)重危害產(chǎn)品質(zhì)量。采用低溫澆注、電磁攪拌等可消除中心偏析。

10、中心偏析32BAEDC偏析的檢驗(yàn)及評(píng)定方法BAEDC偏析的檢驗(yàn)及評(píng)定方法33碳偏析值計(jì)算公式=4×A/(B+C+D+E)

A：中心點(diǎn)成分

B：四分之一對(duì)角線點(diǎn)成分

C：四分之一對(duì)角線點(diǎn)成分

D：四分之一對(duì)角線點(diǎn)成分

E：四分之一對(duì)角線點(diǎn)成分

碳偏析值計(jì)算公式=4×A/(B+C+D+E)

A：34

控制好連鑄坯的低倍組織就是縮小鑄坯中的柱狀晶帶，擴(kuò)大等軸晶帶，使等軸晶晶粒細(xì)小、均勻,并盡可能減少鑄坯缺陷的產(chǎn)生。在工藝操作上可以采取以下措施：1、控制終點(diǎn)成分,擋渣出鋼，強(qiáng)化脫氧，控制鋼中有害元素S、P等的含量冶煉時(shí),如果拉碳過(guò)低,導(dǎo)致鋼水過(guò)氧化,出鋼下渣會(huì)使鋼水夾雜大幅度上升,因此要控制終點(diǎn)成分并采用擋渣出鋼。另外為防止皮下氣泡,要強(qiáng)化鋼水脫氧，S、P是易偏析元素在鋼水中含量高容易產(chǎn)生中心偏析降低鋼材的性能。2、全程保護(hù)澆鑄,防止非金屬夾雜由于二次氧化造成的夾雜大量上升,為此一定要在澆鑄過(guò)程中保護(hù)在大包—中包—結(jié)晶器鋼水防止裸露,使用水口吹氬、加水口密封圈隔絕空氣。

四、如何控制好連鑄坯的低倍組織?控制好連鑄坯的低倍組織就是縮小鑄坯中的柱狀35

3、合理控制中包過(guò)熱度及與之匹配的拉速鋼水的過(guò)熱度直接影響到鋼液凝固結(jié)晶情況,當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),同等拉速下鑄坯凝固殼相對(duì)變薄,如此時(shí)拉速不匹配,凝固殼很容易開(kāi)裂，高過(guò)熱度鑄坯內(nèi)部柱狀晶區(qū)發(fā)達(dá)。實(shí)踐表明,連鑄時(shí)適當(dāng)?shù)睦偌颁撍疁囟?能形成良好的鑄坯組織;過(guò)低的溫度將使鋼水流動(dòng)性下降,甚至斷流,而過(guò)高的溫度又會(huì)使鑄坯產(chǎn)生裂紋。4、采用電磁攪拌技術(shù)在連鑄生產(chǎn)中電磁攪拌有助于提高鋼水的純凈度，減少偏析、縮孔、疏松，改善鑄坯凝固結(jié)構(gòu)，能提高鑄坯的表面和內(nèi)部質(zhì)量。

3、合理控制中包過(guò)熱度及與之匹配的拉速36

5、合理二冷工藝、冷卻制度，保證良好的設(shè)備精度鑄坯內(nèi)部缺陷主要受二次冷卻區(qū)凝固過(guò)程的控制，所以應(yīng)根據(jù)不同鋼種設(shè)計(jì)合理比水量及二冷水量分布，保證鑄坯在二次冷卻區(qū)表面溫度的分布均勻，在矯直點(diǎn)表面溫度不大于900度；鑄坯在二次冷卻凝固坯殼的受力與變形易產(chǎn)生裂紋，澆注前應(yīng)保證對(duì)弧準(zhǔn)確、支撐輥道轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、各區(qū)水條對(duì)中良好、噴嘴通暢。6、確保入爐材料、與鋼水直接接觸的耐火材料、保護(hù)渣的干燥。對(duì)合金鋼、鉻鉬鋼等鋼種的連鑄坯進(jìn)行緩冷，以使氫能擴(kuò)散出來(lái)，減輕其危害。5、合理二冷工藝、冷卻制度，保證良好的設(shè)備精度37技能比武實(shí)操要求：1、在規(guī)定的27秒時(shí)間內(nèi)完成事故火切作業(yè)—切移動(dòng)坯。2、取低倍樣切坯厚度在30～50mm（湘鋼本部取樣要求）。3、切坯厚度均勻。4、根據(jù)實(shí)物或照片對(duì)鑄坯缺陷進(jìn)行分析.5、判斷出存在的缺陷類型6、根據(jù)提供的參考內(nèi)容分析缺陷產(chǎn)生的原因以及對(duì)應(yīng)的措施技能比武實(shí)操要求：1、在規(guī)定的27秒時(shí)間內(nèi)完成事故火切作業(yè)—38謝謝！謝謝！39鑄坯低倍相關(guān)知識(shí)譚杜鑄坯低倍相關(guān)知識(shí)譚杜401、連鑄坯低倍組織2、低倍試樣制作流程及檢驗(yàn)方法3、常見(jiàn)低倍缺陷及判定標(biāo)準(zhǔn)4、如何控制好連鑄坯低倍組織主要內(nèi)容1、連鑄坯低倍組織主要內(nèi)容41

一、連鑄坯低倍組織

1-1、低倍組織的定義

低倍組織：當(dāng)連鑄坯完全凝固后，從鑄坯上切取的橫斷面試樣，經(jīng)過(guò)適當(dāng)加工后，通過(guò)肉眼或不超過(guò)10倍的放大鏡所觀察到的組織稱為連鑄坯的低倍組織（又叫連鑄坯的宏觀組織）。

一、連鑄坯低倍組織

1-1、低倍組織的定義42

連鑄坯的酸蝕低倍檢驗(yàn)是用來(lái)確定鋼坯橫斷面或縱截面上內(nèi)部裂紋的種類、形態(tài)和分布、夾雜物宏觀分布、疏松和偏析狀況及斷面形狀等情況的方法,根據(jù)對(duì)低倍組織中反饋出來(lái)的各種具體缺陷種類、形狀和位置進(jìn)行評(píng)定,通過(guò)其與凝固條件的關(guān)系、鋼種、斷面的凝固特點(diǎn),及時(shí)對(duì)連鑄工藝參數(shù)、澆注操作和設(shè)備運(yùn)行狀況存在的問(wèn)題做出判斷,采取相應(yīng)的措施,改善并提高鑄坯質(zhì)量,同時(shí)為連鑄工藝的新品種開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。1-2、連鑄坯低倍組織的作用連鑄坯的酸蝕低倍檢驗(yàn)是用來(lái)確定鋼坯橫斷面431-3、典型低倍組織結(jié)構(gòu)

連鑄坯典型的低倍結(jié)構(gòu)是由三個(gè)區(qū)域帶組成：表皮部分是細(xì)小的等軸晶帶區(qū)域；表皮往里是樹(shù)枝狀晶體構(gòu)成的柱狀晶帶，其方向是垂直于鑄坯表面；中心是粗大的等軸晶帶。連鑄坯的低倍組織對(duì)鋼的加工性能和機(jī)械性能影響很大。除某些特殊用途的鋼要求柱狀晶組織外，絕大部分鋼都希望得到等軸晶區(qū)大的鑄坯組織，同時(shí)希望等軸晶品粒細(xì)小、均勻。1-3、典型低倍組織結(jié)構(gòu)連鑄坯典型的低44（1）細(xì)小等軸晶區(qū)

鋼液進(jìn)入結(jié)晶器后，受結(jié)晶器壁急劇冷卻形成大量晶核，并迅速凝固成具有細(xì)小等軸晶的激冷層區(qū)，其化學(xué)成分相當(dāng)于液相成分。激冷層的厚度主要取決于鋼液的過(guò)冷度，形成激冷層的冷卻速度約為100℃/S。（2）柱狀晶區(qū)

隨著激冷層的形成，傳熱速度減慢，凝固前沿的過(guò)冷度減小，同時(shí)又有空間熱流時(shí)，柱狀晶便開(kāi)始生長(zhǎng)，其方向平行于散熱方向。當(dāng)用較高倍顯微鏡觀察其結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)這種柱狀晶是大體沿同一方向伸展的網(wǎng)狀樹(shù)枝晶的集合組織。即從邊緣向中心，柱狀晶由只有二次枝晶發(fā)展成為高次枝晶，斷面也由簡(jiǎn)單變復(fù)雜。柱狀晶發(fā)達(dá)時(shí)可直抵鑄坯中心，形成穿晶結(jié)構(gòu)，只有形成中心等軸晶區(qū)才能阻止柱狀晶生長(zhǎng)。（1）細(xì)小等軸晶區(qū)45

（3）中心等軸晶區(qū)

隨著柱狀晶的生長(zhǎng)，凝固前沿富集了越來(lái)越多的氣體夾雜及低熔點(diǎn)元素，因而降低了熔點(diǎn)和過(guò)冷度。另外，由于坯殼厚度不斷擴(kuò)大，傳熱速度下降，柱狀晶發(fā)展緩慢，并隨著中心部位與柱狀晶前沿鋼液的溫度差別逐漸減小，柱狀晶停止向內(nèi)生長(zhǎng)，此時(shí)中心未凝固的鋼液結(jié)晶接近停滯狀態(tài)，直到鋼液溫度降低至熔點(diǎn)以下時(shí)，在殘余鋼液中普遍形核，向各方向長(zhǎng)大成等軸晶。因此，澆注溫度越低，溫度梯度越小，組成的過(guò)冷范圍越寬，就越容易生成等軸晶。

連鑄坯宏觀組織的好壞，可以用等軸晶所占比例多少來(lái)衡量。等軸晶組織對(duì)改善鑄坯質(zhì)量有顯著影響，因此可以通過(guò)對(duì)連鑄坯凝固條件的調(diào)整促進(jìn)等軸晶的生長(zhǎng)。（3）中心等軸晶區(qū)46二、低倍試樣的制作流程30~50mm試樣100mm試樣銑床拋光入池酸洗取出沖洗干燥檢驗(yàn)切割成兩半鉆孔（取金屬粉末）裝袋送化驗(yàn)室碳硫分析儀檢驗(yàn)鑄坯二、低倍試樣的制作流程30~50mm試樣100mm試樣銑床拋472-1、低倍試樣的制作流程試樣切割邊角清理收集酸洗沖洗檢驗(yàn)2-1、低倍試樣的制作流程試樣切割邊角清理收集酸洗沖洗檢驗(yàn)48①②④⑤⑥③試樣來(lái)源試樣切割試樣加工鉆眼取樣檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2-2、偏析試樣的制作流程①②④⑤⑥③試樣來(lái)源試樣切割試樣加工鉆眼取樣檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)49

A、熱酸浸蝕法：其酸液溫度一般為60℃～80℃或60℃～70℃。

B、冷酸浸蝕法：酸液溫度為室溫。

C、電腐蝕法：是將試樣置于設(shè)備的兩極板之間，且浸于酸液中，一般通以36V電壓、400A的電流。湘鋼低倍酸洗采用體積分?jǐn)?shù)為50%的鹽酸水溶液進(jìn)行熱酸蝕試驗(yàn),酸液溫度為65-80℃,酸浸時(shí)間30min,待到預(yù)定時(shí)間后用流動(dòng)的熱水沖刷試樣,觀察樣品內(nèi)是否存在有裂紋、疏松、皮下氣泡、非金屬夾雜等缺陷.2-3、低倍檢驗(yàn)方法2-3、低倍檢驗(yàn)方法50

連鑄坯的低倍組織評(píng)定一般依據(jù)國(guó)標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，湘鋼現(xiàn)在執(zhí)行的是?GB/T1979-2001結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?。其具體指標(biāo)有：中心疏松、中心偏析、縮孔、內(nèi)部裂紋（包括角部裂紋、皮下裂紋、中間裂紋、中心裂紋）、皮下氣泡、非金屬夾雜物、白點(diǎn)。評(píng)定時(shí)對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)圖譜，確定各項(xiàng)指標(biāo)的相應(yīng)級(jí)別。三、常見(jiàn)低倍缺陷及判定標(biāo)準(zhǔn)連鑄坯的低倍組織評(píng)定一般依據(jù)國(guó)標(biāo)或行業(yè)標(biāo)51

1、中心疏松

形貌特征：在酸蝕試樣上，集中在中心部位的空隙和暗點(diǎn)。

產(chǎn)生原因：鋼液凝固時(shí)體積收縮而沒(méi)有足夠的鋼液補(bǔ)充及最后凝固時(shí)氣體析集和雜物集聚。如將連鑄坯沿中心線剖開(kāi)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中心附近有許多細(xì)小的空隙，我們把這些小孔隙叫中心疏松。在鑄坯軋制時(shí)，當(dāng)壓縮比為3～5時(shí)，中心疏松可焊合，對(duì)成品性能并無(wú)危害。但對(duì)用于穿無(wú)縫管的鑄坯，中心疏松是很有害的，可能會(huì)造成鋼管內(nèi)表面缺陷。鑄坯中心疏松嚴(yán)重時(shí)還會(huì)伴隨著嚴(yán)重的中心偏析，對(duì)產(chǎn)品性能的危害甚大。評(píng)定原則：根據(jù)試樣中心部位的暗點(diǎn)和空隙數(shù)量、大小及密集程度評(píng)定

1、中心疏松52中心疏松中心疏松532、中心縮孔

形貌特征：在酸蝕試樣的中心部位呈現(xiàn)不規(guī)則的空洞

產(chǎn)生原因：鋼液凝固時(shí)柱狀晶的生長(zhǎng)快慢主要取決于鑄坯冷卻過(guò)程中其鑄坯自身的溫度梯度或者說(shuō)冷卻速度當(dāng)澆注過(guò)程中鋼水的過(guò)熱度高，二冷強(qiáng)度大，就會(huì)造成鑄坯冷卻過(guò)程中溫度梯度較大，冷卻速度過(guò)快，導(dǎo)致柱狀晶過(guò)于發(fā)達(dá)。當(dāng)柱狀晶生長(zhǎng)到中心部位，碰到一起造成“搭橋”阻止了橋上面鋼水向橋下面鋼液凝固區(qū)的補(bǔ)充，當(dāng)橋下面鋼水完全凝固后，就留下了許多間斷孔隙，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生較大縮孔。

評(píng)定原則：根據(jù)空洞的大小評(píng)定。

2、中心縮孔

形貌特征：在酸蝕試樣的中心部位呈現(xiàn)不規(guī)則的空54中心縮孔中心縮孔55

3、角部裂紋

形貌特征：在酸蝕試樣的角部，距表面有一定深度并與表面垂直，裂紋嚴(yán)重時(shí)，沿對(duì)角線向內(nèi)部擴(kuò)展。產(chǎn)生原因：是由于鋼液在結(jié)晶器內(nèi)、外冷卻強(qiáng)度不當(dāng)及冷卻不均所產(chǎn)生的變形應(yīng)力，作用在鑄坯邊角部附近造成角部受的應(yīng)力超過(guò)鋼的強(qiáng)度而產(chǎn)生的。使結(jié)晶器內(nèi)均勻冷卻，就可防止這種裂紋的產(chǎn)生。評(píng)定原則：根據(jù)裂紋的寬度、長(zhǎng)度和數(shù)量以及距表面的距離而評(píng)定。3、角部裂紋56角部裂紋角部裂紋57

4、皮下裂紋

形貌特征：在酸蝕試樣的邊部細(xì)等軸晶與柱狀晶的交界處產(chǎn)生并沿柱狀晶向內(nèi)部擴(kuò)展的裂紋。產(chǎn)生原因：指離鑄坯表面3～10mm范圍內(nèi)的細(xì)小裂紋，主要是由于結(jié)晶器變形，局部摩擦力過(guò)大，對(duì)弧不準(zhǔn)，連鑄坯鼓肚或矯直應(yīng)力過(guò)大，以及結(jié)晶器及二冷區(qū)冷卻不均，鑄坯表層溫度反復(fù)變化而發(fā)生多次相變，裂紋沿兩種組織交界面擴(kuò)展也會(huì)形成皮下裂紋。評(píng)定原則：根據(jù)裂紋的寬度、長(zhǎng)度在數(shù)量以及距表面的距離評(píng)定。4、皮下裂紋58皮下裂紋皮下裂紋595、中間裂紋形貌特征：在酸蝕試樣上裂紋在柱狀晶區(qū)內(nèi)出現(xiàn)，并沿柱狀晶擴(kuò)展，一般垂直于鑄坯的兩個(gè)側(cè)面，嚴(yán)重時(shí)中心點(diǎn)的上下左右四個(gè)方向同時(shí)存在。產(chǎn)生原因：連鑄坯通過(guò)二次冷卻區(qū)時(shí)由于冷卻不均勻，溫度回升大而產(chǎn)生的熱應(yīng)力造成，在拉坯和矯直時(shí)連鑄坯受的機(jī)械應(yīng)力過(guò)大、柱狀晶發(fā)達(dá)也助長(zhǎng)裂紋的發(fā)生。評(píng)定原則：根據(jù)裂紋的寬度、長(zhǎng)度和數(shù)量評(píng)定。

5、中間裂紋60中間裂紋中間裂紋61

6、中心裂紋

形貌特征：在酸蝕試樣的中心區(qū)出現(xiàn)的裂紋。產(chǎn)生原因：連鑄坯凝固末期坯的心部鋼液凝固收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，連鑄坯鼓肚，二次冷卻區(qū)冷卻太強(qiáng)，隨后溫度回升而引起凝固層鼓脹，使鑄坯中心粘稠區(qū)受到拉應(yīng)力，矯直應(yīng)力過(guò)大，鋼液過(guò)熱度高。氣體含量高也能引起連鑄坯的中心裂紋。評(píng)定原則：根據(jù)裂紋的寬度、長(zhǎng)度和數(shù)量評(píng)定。6、中心裂紋62中心裂紋中心裂紋637、皮下氣泡形貌特征：在酸蝕試樣的皮下沿柱狀晶生長(zhǎng)方向，呈分散或呈簇分布的細(xì)長(zhǎng)裂縫或橢圓形氣孔。產(chǎn)生原因：鋼液脫氧不良及二次氧化，氣體含量高，加入鋼液的原材料或澆注系統(tǒng)不干燥。若這些氣體不能從鋼中逸出,鑄坯表皮下沿柱狀晶方向生長(zhǎng)就會(huì)形成孔洞。接近于鑄坯表面的相對(duì)較小且密集分布的稱為氣孔。評(píng)定原則：根據(jù)氣泡距表面的距離、大小和數(shù)量評(píng)定。7、皮下氣泡64皮下氣泡皮下氣泡658、非金屬夾雜物形貌特征：在酸蝕試樣上呈不同形狀和不同顏色的非金屬顆?；蚍墙饘賷A雜腐蝕剝落后出現(xiàn)的凹坑。產(chǎn)生原因：一方面冶煉和澆注過(guò)程中帶入的夾雜物、如鋼包、中間包耐火材料的侵蝕物，卷入的中包渣和保護(hù)渣等，另一方面冶煉時(shí)脫氧產(chǎn)生、二次氧化產(chǎn)物等形成的夾雜物進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)未能上浮。評(píng)定原則：根據(jù)夾雜物的數(shù)量、大小及密集程度評(píng)定。8、非金屬夾雜物66非金屬夾雜物非金屬夾雜物67

9、白點(diǎn)

形貌特征：白點(diǎn)的特點(diǎn)是在酸浸試片上，表現(xiàn)為鋸齒狀的小裂縫，呈放射狀、同心圓形或不規(guī)則形態(tài)分布；在淬火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的縱向斷口上呈橢圓形、圓形或鴨嘴形的白亮點(diǎn)故稱為白點(diǎn)。

9、白點(diǎn)68

產(chǎn)生原因：在冶煉和澆注的過(guò)程中，氫通過(guò)不同途徑進(jìn)人鋼液中，在鋼液凝固過(guò)程中，氫在鋼液中的溶解度隨溫度的降低而降低，由于過(guò)飽和而析出的氫有些來(lái)不及逸出仍以原子狀態(tài)固溶于鋼中，隨后部分地?cái)U(kuò)散到鋼液結(jié)晶形成的微小孔隙中結(jié)合成氫分子。鋼坯在進(jìn)行鍛、軋時(shí)，微小的孔隙被壓縮或焊合，其中的一部分氫重新固溶于鋼中，使固溶體中的氫的含量增加，一部分未固溶的分子氫，由于體積壓縮而對(duì)周圍的金屬產(chǎn)生較大的壓力，形成局部?jī)?nèi)應(yīng)力。當(dāng)鑄坯冷卻過(guò)程較快時(shí)，氫來(lái)不及充分外逸，大部分以過(guò)飽和狀態(tài)溶于固溶體中，氫的擴(kuò)散在低溫時(shí)極慢，固溶體中析出的氫只能向金屬微隙中擠，并結(jié)合成氫分子或與微隙中的碳結(jié)合成甲烷(CH)，這些氫分子和甲烷的聚積產(chǎn)生很大的壓力，這種壓力和金屬冷卻及相變等原因形成的應(yīng)力相結(jié)合超過(guò)了金屬的強(qiáng)度極限，從而以微隙為核心發(fā)生穿晶脆裂形成白點(diǎn)。產(chǎn)生原因：69局部放大白點(diǎn)局部放大白點(diǎn)7010、中心偏析

產(chǎn)生原因：由于鑄坯在凝固過(guò)程中，特別是在凝固末期尚未凝固的鋼液中富含的碳、硫、磷、錳、鉻、硅的殘余鋼液向中心流動(dòng)造成的。在鑄坯橫斷面試樣上，從表面向中心取樣進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)中心的碳、硫、磷、錳、鉻、硅等元素的含量明顯高于（或者低于）邊緣部位，這種現(xiàn)象叫中心偏析。中心偏析是和中心疏松、縮孔密切相關(guān)的，中心偏析會(huì)降低鋼的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，在制造線材時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生拉拔脆斷，嚴(yán)重危害產(chǎn)品質(zhì)量。采用低溫澆注、電磁攪拌等可消除中心偏析。

10、中心偏析71BAEDC偏析的檢驗(yàn)及評(píng)定方法BAEDC偏析的檢驗(yàn)及評(píng)定方法72碳偏析值計(jì)算公式=4×A/(B+C+D+E)

A：中心點(diǎn)成分

B：四分之一對(duì)角線點(diǎn)成分

C：四分之一對(duì)角線點(diǎn)成分

D：四分之一對(duì)角線點(diǎn)成分

E：四分