包晶反應

包晶反應

包晶反應(peritectic reaction)是有些合金當凝固到一定溫度時,已結晶出來的一定成分的(舊)固相與剩餘液相(有確定成分)發生反應生成另一種(新)固相的恆溫轉變過程。包晶反應對鑄坯表面質量影響嚴重,筆者針對邯鋼 CSP生產線的表面縱裂問題,利用實驗和生產數據研究了冷卻速率和矽、錳合金元素對Fe-C合金的包晶反應和包晶點位置的影響。含碳量為0.08%~0.17%的碳鋼從液相冷卻到1495℃時發生包晶反應,δFe(固體)+L(液體)→γFe(固體),習慣上稱含碳量在這一範圍內的碳鋼為包晶反應鋼。

研究目的

包晶反應對鑄坯表面質量影響嚴重,筆者針對邯鋼 CSP生產線的表面縱裂問題,利用實驗和生產數據研究了冷卻速率和矽、錳合金元素對Fe-C合金的包晶反應和包晶點位置的影響。

研究結果

表明:由於CSP薄板坯冷卻速率快,Fe-C相圖向左下方移動,包晶反應區域的碳含量為0.08%~0.20%;在鋼中其它成分不變的條件下,矽含量增加,錳含量減少,包晶點處的碳含量提高。因此,對於CSP工藝生產的低碳鋼,碳含量應控制在下限,而中碳鋼的碳含量應控制在中上限。

含碳量為0.08%~0.17%的碳鋼從液相冷卻到1495℃時發生包晶反應,δFe(固體)+L(液體)→γFe(固體),習慣上稱含碳量在這一範圍內的碳鋼為包晶反應鋼。由於發生δFe+L→γFe轉變時,線收縮係數為9.8×10-5/℃,而未發生包晶反應的δFe線收縮係數為2×10-5/℃。因此包晶反應時線收縮量較大,坯殼與結晶器器壁容易形成氣隙,氣隙的過早形成會導致收縮不均和坯殼厚度不均,在薄弱處容易形成裂紋,容易發生漏鋼事故和鑄坯表面質量缺陷,是連鑄生產中較難連鑄的鋼種之一。

通常認為包晶反應由液相溶質擴散控制,而Phelan等

利用高溫顯微鏡原位觀察發現包晶反應由傳熱速率控制。

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