304不銹鋼高溫力學性能及熱物理性能研究.pdf

1、本文針對304不銹鋼在連鑄生產(chǎn)過程中鑄坯表面經(jīng)常出現(xiàn)的裂紋、凹坑等表面缺陷,選用304不銹鋼為實驗原料,利用 Gleeble-1500D熱模擬機、DIL402C熱膨脹儀和STA449F3綜合熱分析儀,測試了304不銹鋼的高溫力學性能,線膨脹系數(shù)、差示掃描量熱(DSC)及定壓熱容(Cp)曲線等高溫熱物理性能同時分析了高溫力學及熱物理性能對鑄坯質(zhì)量的影響,確定該鋼種的裂紋敏感性,結(jié)合連鑄生產(chǎn)工藝,優(yōu)化原有生產(chǎn)工藝,達到減少鑄坯表面裂紋、凹坑

2、的目的。
　　高溫力學性能測試結(jié)果表明:試樣在700～1400℃的測試溫度范圍內(nèi),抗拉強度及屈服強度均隨溫度的上升而降低。當溫度大于1200℃之后,試樣的抗拉強度均處于25Mpa以下,屈服強度處于20Mpa以下。表明當溫度高于1200℃之后,鑄坯抵抗外力變形的的能力變差。第一脆性區(qū)的溫度范圍為1300℃到熔化溫度,第三脆性區(qū)的溫度范圍為950~1050℃。在1050~1200℃,斷面收縮率均大于65％,塑性較好。通過控制二冷及矯直

3、區(qū)鑄坯表面溫度大于1050℃,可減少鑄坯表面缺陷的發(fā)生。
　　高溫熱物理性能測試結(jié)果表明:試樣在室溫到1320℃的測試溫度范圍內(nèi)線膨脹系數(shù)范圍為18.86×10-6~21.34×10-6,線收縮系數(shù)范圍為18.57×10-6~24.24×10-6,與馬氏體2Cr13不銹鋼的平均線膨脹系數(shù)α=12.08×10-6及20CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼α=14.05×10-6相比,304不銹鋼的膨脹收縮系數(shù)較大,屬裂紋敏感性鋼種。
　　定壓熱

4、容(Cp)曲線測試過程中,Cp曲線在1000~1400℃升溫過程波動較大,存在晶型轉(zhuǎn)變,脆性較高。在1288℃曲線出現(xiàn)峰值,表明在該點物質(zhì)發(fā)生相變。鑄坯處于這一溫度區(qū)域時,如結(jié)晶器上部1250~1400℃的溫度范圍內(nèi),熱穩(wěn)定性較差,易產(chǎn)生缺陷。
　　差示掃描量熱(DSC)曲線測試過程中,試樣升溫至1402.1℃時,出現(xiàn)熱量急劇變化的拐點,峰值位置溫度為1438.0℃。DSC曲線在1372.7℃、1277.9℃、1231.7℃這些溫