柱状晶、等轴晶和连铸坯的宏观结构

1、4、柱状晶和等轴晶-2 -Ca)m® 5Q2生钢铸垢却组狽Fig. 5 macro-jrrccture ofQ235 plain steel ingotsi l充型温度i史me(a)普通(Jj)液态金屋(c)喂堂-# -过热度/t?温度梯度越大，柱状晶越发达。故过热度越大，钢锭内部液芯到外部冷却的梯度越大，所以有过热度越大，等轴晶率越低的结论。*±-=辜护2、什么是连铸坯宏观结构也就是低倍。一般做快速硫印试验当铸坯完全凝固后，从铸坯上取下一块横断面试样， 经磨光酸浸后，用肉眼 所观察到的组织叫低倍组织（宏观组织）。连铸坯典型的低倍组织是由三个带组成的。 靠近表皮的是细小等轴

2、晶带，其 次是像树枝状的晶体组成的柱状晶带，它的方向是垂直于表面，中心是粗大的等 轴晶带。与铸锭相比较，连铸坯的柱状晶带非常发达，中心等轴晶带小，有时柱 状晶还会贯穿到中心。铸坯的低倍组织，对钢的加工性能和机械性能都有很大影响。而柱状晶和等 轴晶对这两种性能的影响是不一样的。除某些特殊用途的钢要求柱状晶组织外（取向硅钢是柱状晶发达好，无取向硅钢是等轴晶发达好），绝大部分钢都希望 能得到等轴晶带大的铸坯组织。因此，连铸坯在凝固过程中，想办法抑制柱状晶 生长而扩大等轴晶区，就可以改善铸坯的低倍组织，这是炼钢工作者提高铸坯质 量的一个重要任务。柱状晶特性柱状晶区的性能有方向性，故而例如钢等塑性较差的

3、合金如果柱状晶比率高 的话，容易导致再热加工破裂。但柱状晶也有它的好处，那就是柱状晶的偏析比等轴晶要少，结构要更致密， 所以对于铜和铝等塑性比较好的材料就会想法得到更多的柱状晶区。3、钢液凝固的行核条件过热度越小，钢水中温度梯度也越小，当温度梯度足够小时，凝固前沿的成 分过冷度就会大于形核所要求的过冷度，在固液界面前沿析出新的晶核，长大并 阻止柱状晶向铸坯内生长，从而形成等轴晶区。温度梯度大，成分过冷小；温度梯度小，成分过冷就大。正温度梯度：固液界面前沿液相中的温度随着离开界面的距离增加而升高， 而过冷度却随着离开界面距离的增加而减少；负温度梯度：固液界面前沿液相中的温度随着离开界面的距离增加

4、而降低， 而过冷度却随着离开界面距离的增加而增加。4、成分过冷在固溶体合金凝固时，在正的温度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分 有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷称为成分过冷。这种过冷完全是由于界面前沿液相中的成分差别所引起的。温度梯度增大，成分过冷减小。成分过冷：凝固时由于溶质再分配造成固液界面前沿溶质浓度变化，引起 理论凝固温度的改变而在液固界面前液相内形成的过冷。这种由固-液界面前方溶质再分配引起的过冷，称为成分过冷。由界面前方的实际温度和液相线温度 分布两者共同决定。成分过冷不仅受热扩散的控制，更受溶质扩散的控制成分过冷必须具备两个条件：第一是固液界面前沿溶质的富集而引起成分 再分配；第二是固液界面前方液相的实际温度分布，或温度分布梯度必须达到 一定的值。对合金而言，其凝固过程同时伴随着溶质再分配， 液体的成分始终处于变化 当中，液体中的溶质成分的重新分配改变了相应的固液平衡温度， 这种关系有合 金的平衡相图所规定。利用 成分过冷'判断合金微观的生长过程。在固相无扩散，液相有限扩散条件下的定向凝固过程中， 保持平界面凝固的 成分过冷判据为：GL>-mL(1-k)C0/kDL.其中GL为凝固界面前沿温度梯度，R为 凝固速率，mL为液相线斜率，k为溶质平衡分配系