連鑄過程實質上是一個多元體系合金凝固的過程。鋼液在凝固過程中，由于溶質元素（如，C，S和P等溶質元素）在固液相中的溶解度不同，鑄坯內部會同時發(fā)生微觀和宏觀尺度上溶質偏析。其中，微觀偏析是由枝晶間富含溶質的鋼液的凝固引起，其為短程上的溶質含量差異，長度范圍約幾個微米。宏觀偏析（即中心偏析）是由凝固過程中樹枝晶間富集溶質殘余母液的流動造成的。其常在鑄坯縱剖面上沿中心軸線以點線狀偏析、V形偏析等形式存在，且其中心溶質元素明顯高于其他部位。與鑄坯內微觀偏析相比，宏觀偏析會引起鑄坯內部化學成分不均勻，且難以通過后續(xù)的軋制和退火等熱處理工藝中被完全消除，并有可能導致鑄坯內部裂紋的產生，進而降低了最終產品的加工和機械性能。
針對上述鑄坯內部宏觀缺陷，國內外冶金工作者做出了大量細致深入的研究工作，并指出了幾種不同形成機制及相應的改善措施。然而，由于實際澆鑄過程的復雜性，每一種理論只能解釋某些鑄坯中心偏析特征，均不能完全說明問題?，F(xiàn)將其主要的形成機理歸結如下：
1、溶質元素析出和富集理論，鋼液在凝固過程中，由于溶質元素（如C，S，P等）在固液相中進行再分配，凝固枝晶的生長將析出的溶質元素不斷地排向未凝固的鋼液中，隨著凝固的進行，這些易偏析元素被富集在鑄坯中心或凝固末端區(qū)域，進而形成中心偏析；
2、“凝固晶橋”理論，鑄坯內部柱狀晶生長過于發(fā)達，當鑄坯局部傳熱不穩(wěn)定時，易引起柱狀晶生長不均勻，進而導致鑄坯中心在凝固后期形成“搭橋”，阻止了上部鋼液對晶橋下鋼液凝固收縮的補充，形成了中心疏松和縮孔，并引起中心偏析；
3、空穴抽吸理論，在凝固末期，由于鑄坯鼓肚或末端液相穴的凝固收縮，在鑄坯中心產生具有負壓抽吸作用的空穴，造成了樹枝晶間富集溶質元素的鋼液向鑄坯中心流動，形成中心偏析。
對上述形成機理進行綜合分析可知，影響鑄坯內宏觀偏析程度大小的因素可包括：鋼液的澆注溫度；固液兩相區(qū)溫差；凝固時間長；固液密度差異大；鋼種成分及其內易偏析的有害溶質元素含量，樹枝晶間距；凝固坯殼的變形。由此可知，鑄坯中心偏析的形成涉及到連鑄的設備、工藝、技術、鋼種以及操作等因素影響。將改善或消除鑄坯內中心偏析和疏松的技術手段可分為四大類：1、為液相穴提供等軸晶產生的條件；2、減少鋼液中易偏析的有害溶質元素；3、補償鑄坯凝固末端的收縮；4、防止鑄坯鼓肚等方式以抑制凝固末端吸收富集偏析溶質的鋼液。
——本文摘自論文文獻綜述
冀公網安備13050002001422號