·640· 北京科技大学学报 第34卷 个柱状晶区和一个等轴晶区构成：鲍培玮、杨明波 体的形貌、数量及分布进行了系统研究，并结合奥氏 等-习对1Cr18Ni9Ti铸轧薄带凝固组织及二次枝晶 体不锈钢凝固过程及组织特征进行了分析，以期为 间距研究也得出了相似的规律.在薄带连铸亚快速 优化薄带连铸工艺、提高薄带性能提供帮助. 凝固条件下，奥氏体不锈钢的凝固过程中相的析出 1 顺序会发生变化，Schubert、Hunter和马建超等o 实验方法 均对奥氏体不锈钢薄带由先析铁素体转变为先析奥 薄带在双辊薄带连铸实验机组上浇铸.具体的 氏体的凝固过程进行了深入研究. 工艺过程为：用感应炉将AIS304不锈钢废钢熔化， 奥氏体不锈钢薄带中一般含有奥氏体和残留铁 熔清后脱氧、去渣和出钢，经过跨小车将钢水运输到 素体两相组织，其中残留铁素体对于不锈钢薄带的 薄带连铸车间的浇铸平台上，钢水经过长水口、中间 高温使用性能和耐腐蚀性能都有不利的影响，在薄 包和布流器注入到双辊连铸机熔池中，钢水在双辊 带连铸的过程中由于不能通过再加热保温的方式消 的作用下凝固，铸带经过弧形出带装置→带钢检测 除残留铁素体的不利影响，所以薄带连铸奥氏体不 系统→活套→夹送辊→控冷系统→飞剪，最后进入 锈钢中的残留铁素体是影响铸带使用性能的重要因 卷曲机.本次实验结晶辊的材质为铸铁辊，从结晶 素.本研究采用彩色金相、电解侵蚀、电子背散射衍 辊铸出的薄带厚度为2mm,未经轧制变形.薄带的 射分析(EBSD)及X射线衍射分析(XRD)等手段 治炼成分如表1所示，铸机的基本参数和浇铸的工 对双辊薄带连铸AISI304奥氏体不锈钢中残留铁素 艺参数如表2所示. 表1薄带的治炼成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of the strip steel % C Mn Si Cr Cu Mo Als T.0 0.08 1.37 0.026 0.008 0.62 9.09 17.77 0.14 0.14 0.025 0.0082 0.014 表2双辊薄带连铸实验机组的基本参数和工艺参数 Table 2 Basic parameters and processing parameters of twin-oll strip casting 铸机类型 钢包容量九 结品辊直径/mm浇注速度/(m'minl) 中间包容量t 浇注温度/℃ 双辊等径 6 1200 70-90 6 1470~1550 将取下来的薄带试样，磨平抛光后，采用氟化氢 铵(NH,FHF)和焦亚硫酸钾(K,S,O,)水溶液腐蚀， 胞状 晶区 显示薄带断面的彩色凝固组织形貌.采用NaOH水 溶液电解显示AISI304奥氏体不锈钢薄带及铸坯中 的残留铁素体形貌，并综合采用电子背散射衍射分 桂状晶区 析、透射电镜(TEM)观察和X射线衍射分析等方法 对残留铁素体进行定性和定量分析 中心等轴品区 2实验结果与讨论 2.1AISI304不锈钢薄带凝固组织特征 柱状晶区 图1为采用铸铁辊生产的AISI304不锈钢薄带 凝固组织全貌（断面），由此可见薄带的凝固组织由 品区 表层的胞状晶、中间的柱状晶和中心等轴晶三部分 500μm 组成.中心等轴晶偏离薄带的中心线，这主要是因 为两个结晶辊冷却不均造成的.薄带表层凝固组织 图1AISB04不锈钢薄带凝固组织全貌（彩色金相） 并非树枝状结构，而是密集的胞状组织，其厚度约为 Fig.1 Solidification structure of a cast strip in the longitudinal sec- tion (color metallography) 100~250m.由于薄带表层与水冷铸辊直接接触， 其表层冷却速率可高达103K·s1,激冷的不锈钢液 随着凝固界面向薄带中心的推移，薄带初生坯 以细小胞状晶的方式生长，胞状晶间距为4~5um. 壳的厚度逐渐增加致使冷却速度降低，凝固界面形北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 个柱状晶区和一个等轴晶区构成; 鲍培玮、杨明波 等［8--9］对 1Cr18Ni9Ti 铸轧薄带凝固组织及二次枝晶 间距研究也得出了相似的规律． 在薄带连铸亚快速 凝固条件下，奥氏体不锈钢的凝固过程中相的析出 顺序会发生变化，Schubert、Hunter 和马建超等［10--12］ 均对奥氏体不锈钢薄带由先析铁素体转变为先析奥 氏体的凝固过程进行了深入研究． 奥氏体不锈钢薄带中一般含有奥氏体和残留铁 素体两相组织，其中残留铁素体对于不锈钢薄带的 高温使用性能和耐腐蚀性能都有不利的影响，在薄 带连铸的过程中由于不能通过再加热保温的方式消 除残留铁素体的不利影响，所以薄带连铸奥氏体不 锈钢中的残留铁素体是影响铸带使用性能的重要因 素． 本研究采用彩色金相、电解侵蚀、电子背散射衍 射分析 ( EBSD) 及 X 射线衍射分析( XRD) 等手段 对双辊薄带连铸 AISI304 奥氏体不锈钢中残留铁素 体的形貌、数量及分布进行了系统研究，并结合奥氏 体不锈钢凝固过程及组织特征进行了分析，以期为 优化薄带连铸工艺、提高薄带性能提供帮助． 1 实验方法 薄带在双辊薄带连铸实验机组上浇铸． 具体的 工艺过程为: 用感应炉将 AISI304 不锈钢废钢熔化， 熔清后脱氧、去渣和出钢，经过跨小车将钢水运输到 薄带连铸车间的浇铸平台上，钢水经过长水口、中间 包和布流器注入到双辊连铸机熔池中，钢水在双辊 的作用下凝固，铸带经过弧形出带装置→带钢检测 系统→活套→夹送辊→控冷系统→飞剪，最后进入 卷曲机． 本次实验结晶辊的材质为铸铁辊，从结晶 辊铸出的薄带厚度为 2 mm，未经轧制变形． 薄带的 冶炼成分如表 1 所示，铸机的基本参数和浇铸的工 艺参数如表 2 所示． 表 1 薄带的冶炼成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of the strip steel % C Mn P S Si Ni Cr Cu Mo N Als T. O 0. 08 1. 37 0. 026 0. 008 0. 62 9. 09 17. 77 0. 14 0. 14 0. 025 0. 008 2 0. 014 表 2 双辊薄带连铸实验机组的基本参数和工艺参数 Table 2 Basic parameters and processing parameters of twin-roll strip casting 铸机类型 钢包容量/t 结晶辊直径/mm 浇注速度/( m·min － 1 ) 中间包容量/t 浇注温度/℃ 双辊等径 16 1 200 70 ～ 90 6 1 470 ～ 1 550 将取下来的薄带试样，磨平抛光后，采用氟化氢 铵( NH4 FHF) 和焦亚硫酸钾( K2 S2O5 ) 水溶液腐蚀， 显示薄带断面的彩色凝固组织形貌． 采用 NaOH 水 溶液电解显示 AISI304 奥氏体不锈钢薄带及铸坯中 的残留铁素体形貌，并综合采用电子背散射衍射分 析、透射电镜( TEM) 观察和 X 射线衍射分析等方法 对残留铁素体进行定性和定量分析． 2 实验结果与讨论 2. 1 AISI304 不锈钢薄带凝固组织特征 图 1 为采用铸铁辊生产的 AISI304 不锈钢薄带 凝固组织全貌( 断面) ，由此可见薄带的凝固组织由 表层的胞状晶、中间的柱状晶和中心等轴晶三部分 组成． 中心等轴晶偏离薄带的中心线，这主要是因 为两个结晶辊冷却不均造成的． 薄带表层凝固组织 并非树枝状结构，而是密集的胞状组织，其厚度约为 100 ～ 250 μm． 由于薄带表层与水冷铸辊直接接触， 其表层冷却速率可高达 103 K·s － 1 ，激冷的不锈钢液 以细小胞状晶的方式生长，胞状晶间距为 4 ～ 5 μm． 图 1 AISI304 不锈钢薄带凝固组织全貌( 彩色金相) Fig． 1 Solidification structure of a cast strip in the longitudinal sec￾tion ( color metallography) 随着凝固界面向薄带中心的推移，薄带初生坯 壳的厚度逐渐增加致使冷却速度降低，凝固界面形 ·640·