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N08810 耐蚀合金200 mm厚连铸板坯纵向裂纹形成机理的分析

原文作者:
  马骏,郑宏光,黄坚, 郭亮亮,马天军
发布时间:
  2014-08-19
来    源:
  上海交通大学材料科学与工程学
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摘要通过光学、扫描电子显微镜、能谱仪和Gleeble-3800热模拟试验机对1流立式连铸机生产的UNSN0881合金(%;0.06C,0.45Si,0.92Mn,0.016P,0.OO1S, 30.15Ni,19.80Cr,47.81Fe,0.33Ti,0.23A1,0.0140N)200 mm x 1 300 mm连铸坯的纵向裂纹进行了分析。结果表明,纵向裂纹沿粗大的柱状晶晶界向铸坯内部扩展、裂纹深度为18一20 mm高温塑性试验得出,当温度〕1 100℃时合金的断面收缩率急剧下降。分析表明,凝固初期柱状晶之间连接比较薄弱,易在晶界处开裂,加上晶界处脆性相TiC的析出,造成应力集中,并使裂纹更容易延晶界扩散,最终形成纵向裂纹。
    N08810耐蚀合金发明于20世纪70年代,其中约含30%的Ni,20%的Cr , Al和Ti的总量约1% ,主要应用于高温耐腐蚀环境,如油气管道、热交换器、蒸汽动力涡轮等;它是耐蚀合金中应用广泛的钢种。目前,国内外大多数厂家采用模铸、电渣重熔工艺生产该合金;据报道,只有国外一家公司可以实现N08810镍基耐蚀合金的连铸、热轧一火成材的生产,质量、成本优势明显,处于领先地位。
    2009年1月宝钢股份特钢事业部投产的合金板带生产线,主要包括1机1流200 mm x 1 300 mm立式板坯连铸,以及炉卷轧机等。在立式连铸机生产N08810 合金的初期,由于该合金的高温塑性较差,连铸坯出现了严重的纵向裂纹等缺陷,直接导致板坯报废。本文通过实验研究,探讨N08810合金连铸坯纵向裂纹形成原因。
1研究方法
1. 1连铸坯纵向裂纹解剖
    试样取自宝钢现场生产的N08810合金连铸板坯,成分见表1。中间包容量为巧t,液相线温度为1 385℃,浇铸过热度为20一40℃,拉速为0. 4-1. 0 m/min ,二冷区用气雾冷却,铸后空冷至室温。利用铣床切削连铸坯宽面,每去除0. 5 mm厚度,观察裂纹缺陷并拍照。在连铸坯垂直于拉坯方向的横截面截取试样,酸浸后观察低倍组织,以及裂纹的位置和形貌。在裂纹处取样抛光和用王水腐蚀,然后利用扫描电镜(SEM,日立S}200)观察,并用能谱仪(EDS)确定裂纹内存在的物质。
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