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304不銹鋼連鑄坯的熱物性研究

時(shí)間:2019-06-13    作者:無(wú)錫不銹鋼板    瀏覽:0

材料的熱物性是材料的重要特征參數(shù),對(duì)材料熱物性的研究具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái),對(duì)材料熱物性的研究成為比較熱門的課題。國(guó)內(nèi)外一些科研機(jī)構(gòu)對(duì)連鑄坯高溫物理性能也做了一些研究,但總體來(lái)說(shuō)不夠全面和深入。304不銹鋼作為一種通用型奧氏體不銹鋼,應(yīng)用廣泛。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)304不銹鋼高溫物理性能的研究甚少,只在線膨脹系數(shù)方面做了一些研究,而對(duì)比熱容以及高溫下的熱量變化涉及很少,研究?jī)?nèi)容不夠全面。因此,國(guó)內(nèi)某材料與冶金學(xué)院的研究者們系統(tǒng)地研究了304不銹鋼的高溫物理性能,豐富并完善了對(duì)該鋼種的認(rèn)識(shí),為連鑄生產(chǎn)及數(shù)值模擬提供了重要的理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

在304不銹鋼的連鑄生產(chǎn)中,中間包溫度應(yīng)控制在1470~1510℃,拉坯速度根據(jù)鑄坯寬度控制在0.9~1.3m/min,水口插入深度保證在160mm左右。對(duì)某廠生產(chǎn)的304不銹鋼進(jìn)行高溫?zé)嵛镄詼y(cè)試,材料的主要化學(xué)成分見下表:
表1  304不銹鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)           
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
0.040
0.45
1.18
0.030
0.003
17.245
8.112
 
使用NETZSCH DIL402C熱膨脹儀與STA449F3綜合熱分析儀,對(duì)3304不銹鋼的高溫膨脹與收縮系數(shù)、定壓熱容及差示掃描量熱(DSC)曲線進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如下:
    (1)熱膨脹試驗(yàn)表明:304不銹鋼在升溫過(guò)程中膨脹系數(shù)的范圍為20.9700×10-6~21.5712×10-6K-1;降溫過(guò)程中收縮系數(shù)范圍為21.2528×10-6~21.9471×10-6K-1。膨脹系數(shù)及收縮系數(shù)較大,屬裂紋敏感性鋼種。
    (2)定壓熱容試驗(yàn)表明:304不銹鋼在900~1400℃升溫過(guò)程中,曲線波動(dòng)幅度較大,存在晶型轉(zhuǎn)變;降溫時(shí)曲線較平緩,物質(zhì)本身無(wú)太大變化;在1279.2℃時(shí)304不銹鋼發(fā)生突變,有相變產(chǎn)生;在結(jié)晶器上部溫度1250~1400℃范圍內(nèi),鑄坯穩(wěn)定性較差,易產(chǎn)生缺陷。
    (3)DSC試驗(yàn)結(jié)果表明:加熱過(guò)程中,在1420.8℃有明顯吸熱峰,試樣開始熔化,峰值溫度為1438.86℃;降溫過(guò)程中,1439℃時(shí)存在明顯的放熱峰,試樣開始凝固,峰值溫度為1435.6℃;在1439~1100℃降溫過(guò)程中,曲線不平滑,熱穩(wěn)定性較差,初始坯殼生長(zhǎng)不均勻,鑄坯易產(chǎn)生裂紋。