双辊薄带连铸304不锈钢铸带表横裂纹成因研究
铸带表 面 横 裂 纹 周 围 的树 枝 晶 形 貌 如 图 5所示 ,由图可 见 在 裂 纹 附 近 的树 枝 晶较 粗 大 ,经 过测量 ,有 裂 纹 附近 的二 次枝 晶问 距 平 均 为 8 m,而 铸带 其他 非裂 纹 区域 接近表 层 的二 次 枝 晶 问距 不 到 4m,所 以裂 纹 附 近 的冷 却 速 率 明显 低 于 非 裂 纹 区域 ,这 和前人 研究 的纵裂 纹成 因 的结果 是一 致 的l4 ;另 外根 据 图 5可 以看 出 ,表 面 横 裂 纹 区域 一 次 枝 晶晶轴 的方 向明显 不 同于 其周 围 的非 裂 纹 区 域 ,也 就是说 在 有表 面横 裂 纹 产 生 的 区域 ,热 流 密 度 的方 向也发 生 了明显变 化 。 由此 可 以推 断铸带 表面 横裂 纹产生 的根本原 因是 在凝 固 的过 程 中 ,铸 带 表 面 的凝固速 度 不 一致 造 成 的 ,而铸 带 表 面热 流 密度 和 热 流图 4 表 面 横 裂 纹 附 近 Cr、Ni元 素 分 布 线 扫 描 结 果 图
Fig.4 Element lin~scan profiles of Cr,Ni around transverse crack,SEM/EDS
方 向发 生变 化 是造成 表 面凝 固速 度不 一致 的根本 原因 。在 双辊 薄带 凝 固过 程 中 ,能 够 引 起 铸 带 表 面 热流 密度 和热 流 方 向发 生 变 化 的 因 素 主要 有 液 面 波动 、铸辊 表 面的粗 糙度 和 冷钢 等 。由于 铸辊 同钢 液 的传 热 主要 是通 过 传 导方 式进行 的 ,传热 量 与接 触面成 正 比。当熔 池产 生波 动时 ,就 会 在铸 带长度方 向上 产 生 不 均 匀热 传 导 ,即铸 带长 度 方 向的温 度梯 度 产 生 不 规 则 的变 化 ,冷却 速 度
也 不 一致 ,冷却 不 均匀会 产 生不 均匀 的收缩 应力 ,从而 导 致横裂 纹 的产 生 。因此控 制 液面 波动 范 围小 是非 常重 要 的 。另外 ,有研 究表 明l6],铸辊 表 面存 在 一定 的粗 糙度 ,使 得表 面 内应 力 分 布 不 均 匀 和存 在 应力 集 中 区域 ,当达 到一定 程 度 ,超 过材 料 的高温 允许强 度 时 ,薄 带表 面就 会 产 生 裂 纹 。所 以 均 匀 的辊 面涂层 、经常 清理 辊 面保 持 清 洁 均 可 以减 少表 面 横 裂纹 的发 生 。
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