IF钢在双辊薄带连铸过程中微观结构演变规律的分析.docx

          IF钢在双辊薄带连铸过程中微观结构演变规律的分析                    摘要：现阶段，关于钢水薄带连铸所呈现出结构变化规律的研究数量较少，要想使生产更加稳定，确保产品性能达到理想水平，关键是要建立科学方法并对其进行深入分析文章以IF钢为实验原料，通过熔滴凝固的方式，对其亚快速凝固各环节进行模拟，由此来确定冷却速度、卷曲温度给IF钢微观结构所产生影响通过实验可知，降低冷却速度以及提高卷曲温度，均可给析出第二相的操作产生积极影响，在晶粒尺寸方面，卷曲温度所产生影响可忽略不计，而对冷却速度进行提高，可使晶粒更加细化关键词：IF钢；微观结构；双辊薄带连铸；演变规律Analysis of microstructure evolution in continuous casting of IF steelAbstract: At the present stage, the number of studies on the law of structural changes in steel water thin strip continuous casting is small. In order to make the production more stable and ensure that the product performance reaches the ideal level, the key is to establish scientific methods and conduct in-depth analysis of it.The paper takes IF steel as the experimental raw material and simulates each link of its subrapid solidification, thus determining the cooling speed and winding temperature on the microstructure of IF steel.It is shown that reducing the cooling speed and increasing the winding temperature can positively affect the second phase, and affect the coil temperature in terms of grain size Ignoring, and improving the cooling speed makes the grain more refined.Key words: IF steel; microstructure; double roll thin strip continuous casting; evolution law前言：IF钢多被用来对汽车板钢进行制造。

通过薄带连铸的方式对IF钢进行生产，可省略热轧、再加热等步骤，在降低成本以及节能减排方面有突出表现考虑到薄带连铸钢水凝固性质特殊，有学者提出应对亚快速凝固进行深入研究，以此来保证薄带连铸得到全面优化，本文所探讨内容的现实意义不言而喻1实验方法及设备1.1实验设备薄带连铸期间结晶辊内部钢水凝固过程为亚快速凝固，在凝固过程中，钢体所含合金元素及杂质固溶度均会得到一定程度的提升，晶粒也会得到相应的细化，这也是对薄带钢做热处理时，其在析出沉淀相及微观组织演变方面所遵循规律与常规铸坯热处理不同的原因为准确阐述薄带连铸环节钢结构的变化规律，研究人员计划借助熔滴设备对亚快速凝固钢样进行制作，利用高温共聚焦所具有控温功能，对IF钢薄带连铸的各环节进行模拟作为一项全新的传热测量工艺，熔滴凝固的测量原理如下：利用氩气对金属进行熔滴喷射，确保其能够覆盖水冷铜模表面，在此过程中，对初始凝固所存在界面传热量进行计算，并确保研究人员可对熔滴凝固的各环节进行高速原位观察[1]对亚快速凝固钢样进行原位观察、热处理所使用设备为激光共聚焦显微镜，该显微镜加热腔体的构成如下：图 1 显微镜加热腔体内部结构1为冷却水入口2为气体入口。

3为气体出口4为卤素灯5为测温热电偶和样品架6为保护罩7为坩埚8为镀金腔体1.2实验方法原位观察、热处理流程如下：第一步，利用亚快速凝固钢样对试样进行加工，试样规格为2mm×3.5mm，在打磨并抛光试样表面后，利用超声波振荡器对试样进行清洗，清洗时长应被控制在5min左右第二步，在刚玉坩埚中放入试样，将刚玉坩埚放置在铂金托盘上并送入高温炉腔体内，将腔体盖拧紧，先后进行3次抽真空和充氩操作第三步，正式开始实验，利用高清视频对实验过程和各环节所产生数据进行如实记录2实验结果与讨论2.1样品组织分析作为冶金领域的一项先进技术，薄带连铸现已替代其他凝固技术，在冶金加工环节得到频繁应用IF钢铸坯所含柱状晶组织较为粗大，亚快速凝固钢样的组织更加细小，其顶部有大量短粗枝晶存在，中部所存在枝晶以细长枝晶为主，导致上述情况出现的原因，主要是钢样顶部和中部的冷却速度不同钢样底部无枝晶存在，经研究人员分析，该现象形成的原因可能是冷却速度过快，使得相关元素无法得到有效偏析，枝晶侵蚀效果自然不理想2.2IF钢微观结构变化趋势对IF钢微观结果所呈现出变化趋势进行研究的切入点，主要是卷曲温度影响和冷却速率影响，下文将结合实验流程及要求，对相关内容进行详细说明：2.2.1卷曲温度的影响在刚玉坩埚中放入经过磨抛的IF钢，将刚玉坩埚置于显微镜下，利用激光共聚焦对IF钢进行扫描及热处理，观察IF钢表层形貌所发生的变化。

对样品进行处理的方法如下：按照20℃/s的速度将温度提升到1300℃，经过180s的保温后，按照30℃/s的速度将温度降到1000℃随后，按照10℃/s的速度，将三组样品的温度分别降到800℃、700℃和600℃，经过1800s的保温后，按照0.5℃/s的速度将温度降到室温在温度提升过程中，样品组织形貌发生了以下变化：图 2 样品组织变化情况结合上图可知，在热处理进行到328s时，样品组织出现了明显的变化，此时，热处理的温度在992℃左右随着温度提升到1200℃，各组样品均有奥氏体晶界形成，对应的热处理时间约为520s第二组样品的模拟卷曲温度是700℃，在此过程中，样品组织由最初的奥氏体逐渐转变成了铁素体，这一变化的起止温度分别是822℃和766℃第三组样品的模拟卷曲温度是800℃，在第555s、温度提升到816℃时，样品组织形态开始发生转变，在热处理进行到第573s、温度降至800℃时，转变过程结束，样品的组织形态由奥氏体完全变成了铁素体[2]由此可见，对卷曲温度进行控制，通常不会给晶粒大小产生直接影响晶界黑色区域边界的清晰程度与卷曲温度呈正相关，其黑色部分则由第二相析出决定，换言之，对卷曲温度进行提升，可降低析出并粗化第二相的难度。

2.2.2冷却速率的影响该实验的前期流程与卷曲温度实验相同，在温度降到1000℃之后，要求研究人员按照20℃/s、45℃/s的速度，将样品温度降到700℃，经过1800s的保温后，再按照0.5℃/s的速度，将样品温度降到室温第四组样品的模拟冷却速度是20℃/s，当温度达到834℃时，样品奥氏体开始发生转变，温度达到797℃后，奥氏体完全变成了铁素体第五组样品的模拟冷却速度是45℃/s，在冷却过程中，样品奥氏体同样发生了转变，这一变化的起止温度分别是789℃和712℃结合金相观察所得结果可知，第五组样品晶界边缘所形成黑色部分的亮度偏暗，未能达到第二组和第四组样品的水平，研究人员考虑到黑色部分往往由第二相决定，遂得出“提升冷却速度将给析出、粗化第二相的操作产生不利影响”的结论另外，第五组样品所形成晶粒大小偏小，这表明对冷却速度进行提升，可使晶粒得到一定程度的细化3注意事项和要求实验结果是否准确，通常取决于样品质量及规格，为保证实验所得结论有实际意义，研究人员应确保IF钢获得有效的预处理，具体方法如下：首先通过线切割处理的方式，获得6mm×6mm×15mm的钢条，在对钢条进行磨抛和清洗后备用。

其次在石英管（铝碳套管）内放入经过处理的IF钢，利用熔滴设备加热石英管（铝碳套管），待温度达到1500℃时，IF钢将完全熔化再次通过氩气喷吹的方式，使熔化IF钢覆盖水冷铜模表面，等到其完全凝固，便可获得实验所需亚快速凝固钢样最后对亚快速凝固钢样中间部分做切割处理，在将其镶成金相试样的基础上，按照顺序完成打磨及抛光操作，并利用苦味酸溶液、5％浓度的硝酸酒精，分别对钢样进行金相腐蚀，在实验过程中密切关注钢样枝晶和晶粒的形貌结论：本次实验所得结论可被归纳如下：首先是IF钢所析出第二相尺寸较易被冷却速度、卷曲温度影响，在降低冷却速度、提高卷曲温度的情况下，第二相往往会变得较为粗大，析出位置多集中在晶界边缘附近，析出量并不均匀其次是晶粒尺寸和冷却速度存在一定关联，对冷却速度进行提高，可使晶粒变得更加细小最后是热处理所得IF钢组织是铁素体，其晶粒大小通常不会被卷曲温度所影响参考文献：[1]杨杰,姚海明,吴振刚,等.中薄板坯流程生产IF钢中包水口结瘤控制[J].钢铁研究学报,2020,v.32(01):23-29.[2]潘明,于会香,季晨曦,等.RH精炼过程中吹氧量对IF钢洁净度的影响[J].工程科学学报,2020(7):846-853.  -全文完-。