钢的高温延性曲线及裂纹防护措施

生产实践表明：连铸坯的表面和内部裂纹可以在连铸机不同区域里产生。裂纹形状各异，产生原因也极其复杂，受设备、工艺等多种因素的影响。铸坯在连铸机内运行过程中，坯壳受多种外力（摩擦力、鼓胀力、热应力、机械力等）的作用是产生裂纹的外因，而内因是钢在600～1400℃时的力学行为。只有充分认识凝固壳的力学行为，在设备和工艺上采取正确的对策，才是防止铸坯产生裂纹的有效办法。

用热模拟试验机（如Gleeble—1500）测定的低碳钢的高温延性如图4-103所示。图中纵坐标以断面收缩率表示钢延性的大小。由图4-103可知：

1）高温区（由熔点至固相线温度以下50℃）。在此区，钢的高温强度和塑性都很低（伸长率0.2%～0.4%，强度1～3N/mm²），极易在固液交界面产生裂纹，这是产生裂纹的根本原因。

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图4-103 钢的高温延性曲线

2）中温区（1300～900℃）。在此区，钢处于奥氏体单相区，钢的延性最高。如有裂纹产生，则是由奥氏体晶界析出硫化物之故。

3）低温区（900～700℃）。在此区，钢的延性达到最低点，有一个明显“脆性口袋区”。这是因为发生γ→α相变以及晶界上有质点（AlN）沉淀，增加了钢的脆性，加剧了裂纹的形成和扩展。每一个钢种都有一条相应的高温延性曲线，900～700℃是钢延性最低的“口袋区”，也就是裂纹敏感区。因此连铸坯矫直时，铸坯表面温度应大于900℃，避开这个“脆性口袋区”，否则就会使表面横裂纹加重。因此应实测所浇注钢号的高温延性曲线，二次冷却区水量分布应使铸坯表面温度与所浇钢号高温延性相一致，保证铸坯进矫直区的表面温度避开“脆性口袋区”，防止裂纹的产生。