Forschung zur Kontrolle von Querrissen in der Ecke des subperitektischen Stahlstranggusses

Als subperitektische Stähle werden Stahlsorten mit einem Kohlenstoff-Massenanteil von 0.09 % bis 0.16 % bezeichnet. Beim Stranggussverfahren erfährt geschmolzener Stahl eine Reihe von Phasenumwandlungen, Kristallisationen und anderen Prozessen, insbesondere wenn der Kohlenstoffgehalt des Stahls in der peritektischen Reaktionszone liegt, aufgrund des Auftretens der peritektischen Reaktion, der flüssigen Phase und des Delta Phase fast verschwinden und sich in Austenit umwandeln verursacht eine größere Volumenschwindung, vergrößert den Spalt zwischen der Gussplatte und der Kokille und erhöht entsprechend den Wärmewiderstand. Aufgrund der ungleichmäßigen Wärmeübertragung ist auch die Dicke der erstarrten Schale ungleichmäßig. Unter der Einwirkung von thermischer Spannung, Reibung und hydrostatischem Druck von Stahl wird die Rissempfindlichkeit stark erhöht, und wenn der Wert dieser Spannungen größer ist als das Maximum, dem die Manteloberfläche standhalten kann, treten Risse auf der Oberfläche auf Oberfläche der Gussplatte und die Querrisse an den Ecken sind besonders ausgeprägt.

Um die Oberflächenqualität der subperitektischen Stahlstranggussbramme zu verbessern, untersuchten Wissenschaftler der University of Science and Technology Beijing mit mikroskopischer Beobachtung und Simulation mit geringer Leistung den Entstehungsmechanismus der Querrisse an den Ecken des Stranggussbramme aus peritektischem Stahl.

Verschiedene Stahlsorten haben unterschiedliche Strukturen in der Nähe der Querrisse an den Ecken. Das rissnahe Gefüge von Stahlsorten mit einem Kohlenstoffgehalt von 0.15% ist gleichförmig Ferrit + Perlit

Die Risse des Stahls mit 0.093% Kohlenstoff-Massenanteil treten hauptsächlich auf dem interkristallinen proeutektoiden Ferritfilm mit einer Dicke von etwa 50 µm auf, und die Rissbildungsrate des letzteren ist etwa dreimal so groß wie die des ersteren;

Der Kohlenstoffgehalt hat einen wesentlichen Einfluss auf die Plastizität von Stahlsorten und beeinflusst damit das Auftreten von Eckquerrissen. Industrielle Testergebnisse zeigen, dass, wenn der Kohlenstoff-Massenanteil weniger als 0.1% beträgt, der Kohlenstoff-Massenanteil auf 0.07 % reduziert wird und die Eckenquerrisse auftreten. Die Rate kann von 44% auf etwa 4% gesenkt werden.

Die Optimierungsergebnisse der numerischen Simulation der Sekundärkühlung zeigen, dass das optimierte Kühlschema des schwachen Kühlmodus vor dem Biegeabschnitt und des starken Kühlmodus des Innenbogens nach dem Biegeabschnitt sicherstellen kann, dass die Temperatur der inneren und äußeren Bogenecken von die Stranggussbramme vermeidet die dritte Sprödzone und optimiert den Riss nach der Optimierung. Anzahl und Länge werden stark reduziert und das Auftreten von Eckenquerrissen kann gut kontrolliert werden.

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