角部橫裂紋主要形成于結(jié)晶器,擴展于二冷區(qū)。在振痕處冷卻較弱,使得奧氏體晶粒粗大,且存在元素偏析,并且整個坯殼凝固厚度不均勻,在薄的地方容易產(chǎn)生微小裂紋。而當(dāng)進(jìn)入二冷區(qū)后由于二次冷卻的不均勻和受到彎曲、矯直及熱應(yīng)力等外應(yīng)力作用后,尤其是當(dāng)溫度進(jìn)入到脆性區(qū)溫度,裂紋快速擴展,從而形成宏觀角部橫裂紋。
角部橫裂紋主要產(chǎn)生于振痕波谷處,原因包括:
(1)亞包晶鋼收縮強,坯殼與銅板形成氣隙,振痕波谷處傳熱減慢,坯殼溫度高,奧氏體晶粒粗大,這降低了鋼的高溫塑性。尤其是亞包晶鋼比低碳鋼和高碳鋼表現(xiàn)更為明顯。
?。?)在奧氏體向鐵素體相變過程中,第二相質(zhì)點(AlN、Nb(C,N)、VN、BN等)在奧氏體晶界析出,增加了晶界脆性。
?。?)沿振痕波谷處,存在S、P等的正偏析,降低了鋼的高溫強度。
?。?)鑄坯在運行過程中收到彎曲和矯直以及鼓肚作用,鑄坯又剛好處于低溫脆性區(qū),又加上相當(dāng)于應(yīng)力集中“缺口效應(yīng)”的振痕,受到拉伸應(yīng)力作用的應(yīng)變量如果超過1.3%,在振痕波谷處就產(chǎn)生橫裂紋。裂紋沿奧氏體晶界擴展直到具有良好塑性的溫度為止。
?。?)由于拉坯阻力過大或者由于結(jié)晶器錐度過大而致使鑄坯拉裂,這也是形成橫裂紋的原因之一。
在試樣凝固過程中發(fā)生溶質(zhì)元素的偏析,低熔點溶質(zhì)元素富集于晶粒之間。隨后的凝固過程中,在晶界生成低熔點夾雜物或金屬間化合物(如Fe-Si),這些在很大程度上降低了晶界強度,在應(yīng)力作用下晶界處形成裂紋。
——本文摘自論文文獻(xiàn)綜述