Cr12N鋼高壓凝固過程中氣泡析出行為研究.pdf

1、高氮鋼作為一種新型工程材料，具有非常優(yōu)良的機械性能、抗腐蝕性等。但實現(xiàn)高氮鋼的工業(yè)化生產(chǎn)，還有許多需要解決的問題，如在熔煉過程中怎么將大量的氮滲入到鋼液中，在凝固過程中怎么將氮保留在固相中不析出來成為氣泡。目前的條件下，生產(chǎn)氮含量較高的不銹鋼在凝固過程中氮很容易偏析和析出，嚴重影響鑄錠的質(zhì)量和性能，因而對高氮鋼凝固過程中的氣泡析出行為研究具有非常重要的意義。
　　河北聯(lián)合大學對高氮鋼的研究已經(jīng)十多年，目前可以生產(chǎn)出氮含量高于1％的

2、奧氏體高氮鋼和高于0.3%的鐵素體高氮鋼。在高壓冶煉條件下冶煉鐵素體高氮鋼時，由于沒有采用分階段控制壓力方法，鑄錠偏析和氣泡析出現(xiàn)象嚴重。
　　從理論分析和實驗研究兩個方面，對Cr12N高氮鋼在高壓凝固過程中的氣泡析出行為進行分析。通過分析鑄錠凝固過程中氮的偏析，得出氮元素很容易在凝固前沿富集，尤其是在樹枝晶間富集，造成氣泡容易在這些地方生成。在高壓條件下，樹枝晶間的氣泡被擠壓出來，減少了氣泡駐留機會。凝固終了時，氮平衡凝固分壓最

3、大，當凝固時的最小壓力大于凝固終了時的平衡氮分壓時，可以保證凝固過程中不析出氣泡。
　　結合凝固過程需要更高氮分壓理論，開展了熔煉壓力為0.3MPa，凝固壓力為0.8MPa、1.0MPa、1.6MPa和熔煉壓力為0.6MPa，凝固壓力為1.0MPa、1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa的實驗。實驗結果表明，提高了凝固壓力后鑄錠質(zhì)量明顯提高，用光學顯微鏡觀察氣泡并統(tǒng)計其分布情況，得出隨凝固壓力的增加，直徑小于5μm的氣泡增多，直