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鑄坯在凝固及降溫過(guò)程中有哪些應(yīng)力產(chǎn)生，怎樣消除？

1.鑄坯在凝固及冷卻過(guò)程中主要受三種應(yīng)力的作用：
(1)鋼材連鑄技術(shù)的發(fā)展也是越來(lái)成熟，隨著經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展，熱應(yīng)力熱應(yīng)力是鑄坯表面與心部溫度不同、收縮不一而產(chǎn)生的應(yīng)力。最初，結(jié)構(gòu)用鋼鑄坯的發(fā)展也是在不斷完善，鑄坯表面溫度低，心部溫度高，因而表面對(duì)中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，反過(guò)來(lái)心部的阻礙作用使表面又受到拉應(yīng)力。鑄坯離開(kāi)二冷區(qū)后，在空氣中緩冷，表面溫度回升，表面與心部溫度逐漸趨于一致，但心部的溫降速度超過(guò)表面，因而此時(shí)心部的收縮要大于表面，鑄坯心部受拉應(yīng)力，表面受壓應(yīng)力。
(2)組織應(yīng)力
組織應(yīng)力是由于相變，體積發(fā)生變化而產(chǎn)生的應(yīng)力。組織應(yīng)力因相變的不同而具有一定的復(fù)雜性。當(dāng)鑄坯的表層發(fā)生奧氏休向珠光體（或馬氏體）的轉(zhuǎn)變時(shí)，引起表層體積增加；而心部奧氏體尚未向珠光體轉(zhuǎn)變，此時(shí)對(duì)表層體積增大起阻礙作用，致使表層產(chǎn)生壓應(yīng)力，心部產(chǎn)生拉應(yīng)力。
(3)機(jī)械應(yīng)力
合金鋼材的機(jī)械設(shè)備也是需要不斷的成長(zhǎng)，在不斷的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)力管是有著間接的技術(shù)作用。機(jī)械應(yīng)力是鑄坯在下行和彎曲、矯直過(guò)程中受到的應(yīng)力?；⌒?、橢圓形連鑄機(jī)的鑄坯在下行時(shí)要受到矯直應(yīng)力的作用，矯直時(shí)鑄坯內(nèi)弧面受拉應(yīng)力，外孤面受壓應(yīng)力。立彎式和直弧形連鑄機(jī)的鑄坯在頂彎時(shí)還要受到彎曲應(yīng)力的作用。
此外，設(shè)備對(duì)弧不準(zhǔn)、輥縫不合理、鑄坯鼓肚等也會(huì)使鑄坯受到機(jī)械應(yīng)力的作用。當(dāng)鑄坯所承受的拉應(yīng)力超過(guò)該部位鋼的強(qiáng)度極限和塑性允許的范圍時(shí)，高強(qiáng)度鋼材的裂紋問(wèn)題也比較大，塑性不是很好就會(huì)產(chǎn)生裂紋。在三種應(yīng)力中，熱應(yīng)力、組織應(yīng)力無(wú)疑起了關(guān)鍵作用，機(jī)械應(yīng)力則加大了裂紋產(chǎn)生的可能性。
鑄坯的表面裂紋增加了鋼坯精整的工作量，影響鑄坯的熱送和直接軋制，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鑄坯報(bào)廢；而中心裂紋會(huì)降低鋼材的性能，給鋼材留下隱患，因此必須設(shè)法減少由于應(yīng)力造成的裂紋，措施有：
(1)采用合理的配水和合適的冷卻制度，以使鑄坯的表面溫度避開(kāi)高溫下的脆性區(qū)間，冷卻要均勻，防止鑄坯表面回?zé)徇^(guò)快。
(2)對(duì)于某些合金鋼、鋼材的裂紋敏感性強(qiáng)的鋼種可采用干式冷卻，使鑄坯表面、心部溫度趨于一致，大大減少熱應(yīng)力的產(chǎn)生。
(3)合理調(diào)節(jié)和控制鋼液成分，降低鋼中有害元素的含量，可確保減少鑄坯的熱裂傾向。
(4)保持嚴(yán)格的輥?zhàn)有螤詈洼伩p精度，減少輥間鑄坯鼓肚和對(duì)中誤差。
2.鑄坯中的白亮帶的形成和影響性
經(jīng)過(guò)電磁攪拌的方坯，做橫斷面低倍檢驗(yàn)時(shí)，可在鑄坯外表面和鑄坯之間的某一位置觀察到呈白亮色的方圈，其寬度為2-lOmm。通常稱(chēng)為白亮帶。白亮帶中C、S、P等元素含量比周?chē)囊伲视纸胸?fù)偏析白亮帶。C、S、P等元素含量在鋼類(lèi)中的重要作用，其中也包括軸承鋼、彈簧鋼絲等熱處理形成中占據(jù)很重要的地位。
白亮帶的形成是由于電磁攪拌產(chǎn)生的流股沿凝固前沿流動(dòng)，把兩相區(qū)樹(shù)枝晶問(wèn)富集溶質(zhì)的母液沖刷出去而造成的。采用正反向交替運(yùn)行，或各相電流采用不同頻率運(yùn)行方式的電磁攪拌器，使磁場(chǎng)周期交替變換運(yùn)動(dòng)，這樣可減輕或消除白亮帶。
這種負(fù)偏析的白亮帶是否會(huì)給鋼材性能帶來(lái)危害，目前還無(wú)一致看法。但負(fù)偏析嚴(yán)重時(shí)，會(huì)對(duì)鋼的淬透性、表面硬度、機(jī)械性能等帶來(lái)一定影響。
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資料來(lái)源：弘超模具科技有限公司技術(shù)部
【 瀏覽次數(shù):35 】 【 加入時(shí)間:2012-10-16 15:14:39 】 【 關(guān)閉本頁(yè) 】