从结晶器拉出来的带液芯的坯壳，进人二次喷水冷却区边运行边凝固，形成了一个很长 的锥形的液相穴。这个凝固过程可看成是沿固液交界面把液相变成为固相的加工过程。 在这个加工过程中，正在凝固的坯壳受到外界应力的作用（如热应力、弯曲矫直力、摩 擦力等)，当施加于坯壳上的应力超过了钢的高温允许强度和变形量时，就在凝固前沿产生 裂纹，并在二冷区继续扩展。 据统计，造成连铸坯废品的各类缺陷中有50%来自于裂纹。凝固坯壳的裂纹可以在连铸 机内不同的区域中产生，裂纹形状各异，形成原因极其复杂，受设备、凝固条件和工艺操作 等因素的制钧。但上述诸因素只是凝固坯壳产生裂纹的外部条件，而最本质的因素是钢在高 温下的力学行为。因此，只有充分认识钢在凝固冷却过程中坯壳高温力学行为的变化规律， 在设备设计和工艺操作上采取正确的对策，才是防止铸坯产生裂纹的有效方法。 随着连铸技术的发展，不少研究者在实验室内使用Gleeble和Iastron等热模拟试验机， 对碳钢和不锈钢的高温塑性和强度及其影响因素进行了测试研究，所得结果对改进工艺和提 高连铸坯质量起了重要的指导作用1-7)。 本文研究了45钢在凝固冷却过程中的塑性和强度的变化规律。 1研究方法 1.1试样制取 从工厂热轧材上取样，加工成中10mm×12mm的试样，钢种为45钢，其化学成分(%) 门 为：C0.46,Si0,29,Mn0.68,P0.035,S0.028,Cr0.046,Ni0.04,Cu0.16。 1,2试验方法 使用Gleeble--1500热力学模拟试验机，进行拉伸试验时采用3种加热制度： (1)将试样以10℃/s均温区(10mm)加热至熔化，保温1min,然后以1.5℃/s冷却到指 定温度，保温30s,拉伸至断裂。 (2)将试样以10℃/s加热到1350℃，保温1min,然后以1.5℃/s冷却到指定温度，保温 60s，拉伸至断裂。 (3)将试样以10℃/s加热到所规定的试验温度，保温30s,拉伸至断裂。 试样高温区的中心与表面温度差<I0℃，加热过程中充A气保护，防止试样表面氧化。 1.3数据处理 (1)断面收缩率R·A%:用试样拉断前后的断面收缩率作为评价高温塑性能力的指标。 (2)抗拉强度¤。：由拉伸过程中计算机绘制的力一时间曲线上采集试样承受的最大载荷 除以原始面积而得。 2研究结果与讨论 2,1钢凝固温度区域力学性能（熔点~1300℃） 零强度温度T8。和零塑性温度T。是衡量材料高温行为的重要参数。T:。表征固液界面 29从结 晶器拉出来的带液芯的坯壳 , 进人二 次喷水冷却区边运行 边凝固 , 形成了一个很长 的锥形 的液相穴 。 这个凝 固过程可 看 成是 沿固液交界面把 液相变成 为 固相 的加工 过程 。 在这个加工过程 中 , 正在凝 固 的坯壳受到 外界应 力 的作用 ( 如 热应力 、 弯曲矫直 力 、 摩 擦力等 ) , 当施加 于坯壳上的应 力 超 过了钢 的高温 允许强 度和变 形量 时 , 就在 凝固前沿 产生 裂纹 , 并在 二冷 区继续扩展 。 据统计 , 造 成 连铸坯 废品的各 类 缺陷 中有 50 % 来 自于裂纹 。 凝固坯壳 的裂纹可 以在连铸 机 内不 同的区域 中产生 , 裂纹 形状 各异 , 形 成原因 极其复杂 , 受 设备 、 凝 固条件和工艺操作 等因素的制约 。 但上述诸因素只是 凝 固坯壳 产生裂 纹的外部 条件 , 而最 本质的 因素是 钢在高 温下的 力 学行为 。 因此 , 只有充分 认识 钢在凝 固冷却过程 中还壳高温力学行 为的变化规律 , 在设备设 计和 工艺操作上采 取正 确 的对策 , 才是防 止铸坯 产生 裂纹的 有效方法 。 随着连铸 技术的 发展 , 不 少研 究 者在 实验室 内使用 G l e e b le 和 I n s t r o n 等热 模拟试验机 , 对碳钢和不锈钢 的高温塑性和强 度及其影响 因素进 行了测试研 究 , 所得结果对 改进工艺和 提 高连铸 坯质 量起了重 要 的指导作用 〔 ’ 一 7 ’ 。 本文研究了 45 钢在 凝固冷却过程 中的塑性和 强 度 的变化规 律 。 1 研 究 方 法 1 。 1 试样 制取 从工厂 热轧材上取样 , 加 工 成功10 m o X 12 m m 的试样 , 钢 种为45 钢 , 其化学成分 ( % ) 为 : C O 。 46 , 5 1 0 . 2 9 , M n 0 . 6 8 , P 0 . 0 3 5 , 5 0 . 0 2 a , C r 0 . 0 4 6 , N i o 。 0 4 , C t 0 . 1 6 。 1 。 2 试验 方 法 使用 G le 。 bl 。 一 1 5 0 0热力学模拟 试验机 , 进行拉伸试验时采 用 3 种加 热制度 : ( 1 ) 将试样以 10 ℃ s/ 均 温 区 ( 10 m m ) 加 热至 熔化 , 保温 l o in , 然 后 以 1 . 5 ℃ s/ 冷却 到 指 定温度 , 保温 3 0 5 , 拉伸至 断裂 。 ( 2) 将试样以10 ℃ s/ 加 热到 1 3 5。 ℃ , 保温 l m in , 然后 以 l 。 5 ℃ sj 冷却到指定温度 , 保温 60 5 , 拉伸至断裂 。 ( 3) 将试样以 10 ℃ s/ 加热到所规定的试验温度 , 保温 3 0 5 , 拉伸至 断裂 。 试样高温 区的中心与表面温 度差 < 10 ℃ , 加 热过程 中充 A r 气保护 , 防 止试样表 面氧化 。 1 。 3 数据 处 理 (1 ) 断 面收缩 率R . A % : 用试 样拉断前后的断面收缩率作为 评价高温 塑性能力 的指标 。 (2 ) 抗拉强度 a b : 由拉伸过程中计 算机绘制的 力一时 间曲 线上 采集试样承 受的 最大载 荷 除 以原始 面积 而得 。 2 研究结果 与讨论 2 。 1 钢凝 固温 度区域 力 学性 能 (熔点 ~ 13 0 0 ℃ ) 零强度温度 T 。 。 和零塑性温度 T 。 。 是衡量材料高温行 为 的 重要参数 。 T 。 。 表征 固液界面 2 9