第8期 苑阳阳等：49MnVS3非调质钢连铸方坯中心裂纹分析 ·893· 铸坯上各取一段出现中心裂纹的作横截面试样，断 研究方法 面尺寸为425mm×320mm.49MnVS3非调质钢的 从电炉-LF精炼-VD精炼一连铸生产的三块连 主要化学成分如表1所示 表149MnVS3非调质钢的主要化学成分（质量分数） Table 1 Main chemical composition of non-quenched and tempered steel 49MnVS3 % C Si Mn P Al, Ti Nb N 0 0.475 0.373 0.734 0.009 0.014 0.02 0.10 0.02 0.0108 0.0015 0.0483 选取其中一块铸坯依次采用以下方法对裂纹试 同时存在一定的中心偏析、中心疏松和缩孔 样进行检验分析 表249MnVS3非调质钢实验铸坯低倍检验结果 (1)采用体积比1：1的盐酸溶液加热至80℃左 Table 2 Macro graphic examination of non-quenched and tempered steel 右浸蚀铸坯试样，观察试样的低倍组织，得到裂纹的 49Mn VS3 形貌、分布和长度等数据：酸浸实验后，对酸浸面加 编号 中心裂纹 中心偏析 中心疏松 缩孔 工5mm,然后对横截面试样进行钻孔取样，钻孔直 4级 1级 1级 2级 径6mm,每孔深度应接近10mm.取样位置具体为： 4级 1级 0级 2级 从铸坯中心位置到内弧表面依次间隔10、10、10、 3 3级 1级 2级 1级 10、30、30、30、14和14mm取九个点，从中心到外弧 表面依次间隔10mm取三个点，加上中心点，总计 C和S元素沿大方坯厚度方向的质量分数和偏 13个点. 析指数分布如图1所示，外弧表面到中心的距离为 (2)在裂纹试样上取样，磨平、抛光，用热饱和 正.铸坯中心偏析严重，C、S在铸坯中心处呈现最 苦味酸溶液侵蚀试样表面，在便携式显示仪下观察 大正偏析，偏析指数分别为1.31和1.66：在距离铸 该位置的柱状晶、等轴晶与裂纹的关系：然后将裂纹 坯中心大约10mm处呈现最大负偏析，偏析指数分 试样剥开，用扫描电镜观察裂纹开裂面的形貌及成 别为0.92和0.71；其余位置比较均匀，偏析指数在 分；之后将裂纹试样用4%的硝酸酒精溶液侵蚀，在 1.0附近波动. 金相显微镜下观察试样的组织结构，用扫描电镜分 中心裂纹横截面酸浸低倍照片如图2为所示 析裂纹和晶界处元素的分布、夹杂物之间的关系. 裂纹在横截面上开裂方向与铸坯内弧垂直，起始位 置距内弧表面为90mm,总长度为120mm;按 2结果与分析 图2(b)所示取试样1和试样2，试样1中心位置距 内弧表面为110mm,位置2中心位置距内弧表面为 2.1中心裂纹的宏观检测分析 160mm,试样尺寸约为25mm×40mm.裂纹具有方 49MnVS3非调质钢实验铸坯低倍检验结果如 向性，垂直于内弧面裂纹贯穿试样前后两面，具有一 表2所示.三块实验铸坯均存在严重的中心裂纹， 定纵深. 0.65 2.0 (a) 0.09 0.08 18 0.60 一一C质量分数 一S质量分数 一·一C偏析指数 一S偏析指数 1.2 .4 0.50 1.2 0 45 0.9 004 0.8 0.40-150-120-90-60-300 3008 0.03 -150-120-90-60-300 3006 距铸坯中心距离/mm E铸坯中心离/mm 图1元素沿大方坯厚度方向的质量分数和偏析指数分布.(a)C:(b)S Fig.I Mass fraction of elements and segregation index along the bloom's thickness direction:(a)C:(b)S第 8 期 苑阳阳等: 49MnVS3 非调质钢连铸方坯中心裂纹分析 1 研究方法 从电炉--LF 精炼--VD 精炼--连铸生产的三块连 铸坯上各取一段出现中心裂纹的作横截面试样，断 面尺寸为 425 mm × 320 mm． 49MnVS3 非调质钢的 主要化学成分如表 1 所示． 表 1 49MnVS3 非调质钢的主要化学成分( 质量分数) Table 1 Main chemical composition of non-quenched and tempered steel 49MnVS3 % C Si Mn P Als Ti V Nb N O S 0. 475 0. 373 0. 734 0. 009 0. 014 0. 02 0. 10 0. 02 0. 010 8 0. 001 5 0. 048 3 选取其中一块铸坯依次采用以下方法对裂纹试 样进行检验分析． ( 1) 采用体积比 1∶ 1的盐酸溶液加热至 80 ℃左 右浸蚀铸坯试样，观察试样的低倍组织，得到裂纹的 形貌、分布和长度等数据; 酸浸实验后，对酸浸面加 工 5 mm，然后对横截面试样进行钻孔取样，钻孔直 径 6 mm，每孔深度应接近 10 mm． 取样位置具体为: 从铸坯中心位置到内弧表面依次间隔 10、10、10、 10、30、30、30、14 和 14 mm 取九个点，从中心到外弧 表面依次间隔 10 mm 取三个点，加上中心点，总计 13 个点． ( 2) 在裂纹试样上取样，磨平、抛光，用热饱和 苦味酸溶液侵蚀试样表面，在便携式显示仪下观察 该位置的柱状晶、等轴晶与裂纹的关系; 然后将裂纹 试样剥开，用扫描电镜观察裂纹开裂面的形貌及成 分; 之后将裂纹试样用 4% 的硝酸酒精溶液侵蚀，在 金相显微镜下观察试样的组织结构，用扫描电镜分 析裂纹和晶界处元素的分布、夹杂物之间的关系． 2 结果与分析 2. 1 中心裂纹的宏观检测分析 49MnVS3 非调质钢实验铸坯低倍检验结果如 表 2 所示． 三块实验铸坯均存在严重的中心裂纹， 同时存在一定的中心偏析、中心疏松和缩孔． 表 2 49MnVS3 非调质钢实验铸坯低倍检验结果 Table 2 Macro graphic examination of non-quenched and tempered steel 49MnVS3 编号 中心裂纹 中心偏析 中心疏松 缩孔 1 4 级 1 级 1 级 2 级 2 4 级 1 级 0 级 2 级 3 3 级 1 级 2 级 1 级 C 和 S 元素沿大方坯厚度方向的质量分数和偏 析指数分布如图 1 所示，外弧表面到中心的距离为 正． 铸坯中心偏析严重，C、S 在铸坯中心处呈现最 大正偏析，偏析指数分别为 1. 31 和 1. 66; 在距离铸 坯中心大约 10 mm 处呈现最大负偏析，偏析指数分 别为 0. 92 和 0. 71; 其余位置比较均匀，偏析指数在 1. 0 附近波动． 中心裂纹横截面酸浸低倍照片如图 2 为所示． 裂纹在横截面上开裂方向与铸坯内弧垂直，起始位 置距 内 弧 表 面 为 90 mm，总 长 度 为 120 mm; 按 图 2( b) 所示取试样 1 和试样 2，试样 1 中心位置距 内弧表面为 110 mm，位置 2 中心位置距内弧表面为 160 mm，试样尺寸约为 25 mm × 40 mm． 裂纹具有方 向性，垂直于内弧面裂纹贯穿试样前后两面，具有一 定纵深． 图 1 元素沿大方坯厚度方向的质量分数和偏析指数分布． ( a) C; ( b) S Fig． 1 Mass fraction of elements and segregation index along the bloom's thickness direction: ( a) C; ( b) S ·893·