第36卷第1期 北京科技大学学报 Vol.36 No.1 2014年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2014 A105连铸坯表面横裂纹形成原因分析 陶素芬12)，王福明2，李梦龙2，金桂香12，曹敏12，柴国强》 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 3)北京有色金属研究总院，北京100088 ☒通信作者，E-mail:wangfuming@(metall..usth.edu.cm 摘要应用配有能谱仪的场发射扫描电镜分析了A105钢中裂纹处及基体内残余元素Cu、As和S以及P含量.应用 Thermo--Calc热力学计算软件计算了Al05钢的主要析出相以及钢液中P含量随固相质量分数变化关系.应用Gleeble1500热 模拟试验机对A1O5钢的高温热塑性进行了研究.发现P偏析是该钢产生横裂的主要原因，残余元素Cu、As和S在晶界的偏 聚加剧了裂纹的形成，矫直温度偏低加速了裂纹的扩展，而裂纹的形成可能与AN的析出无关，因为析出的AN很少. 关键词连铸：铸坯：表面裂纹：磷：偏析 分类号TF777.2 Surface transverse crack formation study of A105 continuous casting billets TAO Sufen',WANG Fu-ming,LI Meng-Hong,JIN Gui-xiang,CAO Min),CHAI Guo-qiang 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)General Research Institute of Nonferrous Metals in Beijing,Beijing 100088,China Corresponding author,E-mail:wangfuming@metall.ustb.edu.cn ABSTRACT The contents of tramp elements Cu,As and Sn as well as P in A105 continuous casting billets were analyzed by field emission scanning electron microscopy (FESEM)equipped with energy dispersive spectrometry (EDS).Main precipitates in the steel and the variation of P content in molten steel with solid fraction were calculated by Thermo-Calc thermodynamic software.The hot ductility of the steel was measured by using a Gleeble 1500 thermal simulator.It is found that P segregation is the main reason for transverse cracking of the steel.The segregation of tramp elements Cu,As and Sn at grain boundaries promotes the formation of cracks. Straightening in a lower temperature zone accelerates crack propagation.AlN precipitation may have nothing to do with the formation of cracks due to little AlN. KEY WORDS continuous casting:billets:surface cracks:phosphorus:segregation 连铸坯表面缺陷可分为纵裂纹、横裂纹、网状裂 铸坯在连铸机运行过程中，各种力作用于高温坯壳 纹、皮下针孔和宏观夹杂，但主要缺陷是表面裂纹. 上产生的变形超过了钢的允许强度和应变是产生裂 表面裂纹形成的一个主要原因是在结晶器弯月面区 纹的外因，钢对裂纹敏感性是产生裂纹的内因，而连 域钢水一结晶器壁一保护渣一坯壳之间不均衡凝固， 铸机设备和工艺因素是产生裂纹的条件. 它取决于钢水在结晶器中的凝固过程.在二冷区， 从国内外众多学者的研究成果来看，铸坯表面 铸坯表面裂纹会继续扩展.它会导致轧材表面的微 横裂纹的形成原因除设备因素外，主要有以下几个 细裂纹，影响产品质量山 方面. 连铸坯裂纹的形成是一个非常复杂的过程，是 (1)表面横裂纹的形成与P、S等元素以及残余 传热、传质和应力相互作用的结果.带液芯的高温 元素Cu、As和Sb在晶界的偏聚有关.Harada、Ma 收稿日期：20130102 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51374018：51174020)：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-SD-12010A) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.01.005:http://journals.ustb.edu.cn第 36 卷 第 1 期 2014 年 1 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 1 Jan． 2014 A105 连铸坯表面横裂纹形成原因分析 陶素芬1，2) ，王福明1，2) ，李梦龙1，2) ，金桂香1，2) ，曹 敏1，2) ，柴国强3) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 3) 北京有色金属研究总院，北京 100088  通信作者，E-mail: wangfuming@ metall． ustb． edu． cn 摘 要 应用配有能谱仪的场发射扫描电镜分析了 A105 钢中裂纹处及基体内残余元素 Cu、As 和 Sn 以及 P 含量． 应用 Thermo-Calc 热力学计算软件计算了 A105 钢的主要析出相以及钢液中 P 含量随固相质量分数变化关系． 应用 Gleeble 1500 热 模拟试验机对 A105 钢的高温热塑性进行了研究． 发现 P 偏析是该钢产生横裂的主要原因，残余元素 Cu、As 和 Sn 在晶界的偏 聚加剧了裂纹的形成，矫直温度偏低加速了裂纹的扩展，而裂纹的形成可能与 AlN 的析出无关，因为析出的 AlN 很少． 关键词 连铸; 铸坯; 表面裂纹; 磷; 偏析 分类号 TF777. 2 Surface transverse crack formation study of A105 continuous casting billets TAO Su-fen1，2) ，WANG Fu-ming1，2)  ，LI Meng-long1，2) ，JIN Gui-xiang1，2) ，CAO Min1，2) ，CHAI Guo-qiang3) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 3) General Ｒesearch Institute of Nonferrous Metals in Beijing，Beijing 100088，China  Corresponding author，E-mail: wangfuming@ metall． ustb． edu． cn ABSTＲACT The contents of tramp elements Cu，As and Sn as well as P in A105 continuous casting billets were analyzed by field emission scanning electron microscopy ( FESEM) equipped with energy dispersive spectrometry ( EDS) ． Main precipitates in the steel and the variation of P content in molten steel with solid fraction were calculated by Thermo-Calc thermodynamic software． The hot ductility of the steel was measured by using a Gleeble 1500 thermal simulator． It is found that P segregation is the main reason for transverse cracking of the steel． The segregation of tramp elements Cu，As and Sn at grain boundaries promotes the formation of cracks． Straightening in a lower temperature zone accelerates crack propagation． AlN precipitation may have nothing to do with the formation of cracks due to little AlN． KEY WOＲDS continuous casting; billets; surface cracks; phosphorus; segregation 收稿日期: 2013--01--02 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51374018; 51174020) ; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( FＲF--SD--12--010A) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 01． 005; http: / /journals． ustb． edu． cn 连铸坯表面缺陷可分为纵裂纹、横裂纹、网状裂 纹、皮下针孔和宏观夹杂，但主要缺陷是表面裂纹． 表面裂纹形成的一个主要原因是在结晶器弯月面区 域钢水--结晶器壁--保护渣--坯壳之间不均衡凝固， 它取决于钢水在结晶器中的凝固过程． 在二冷区， 铸坯表面裂纹会继续扩展． 它会导致轧材表面的微 细裂纹，影响产品质量［1］． 连铸坯裂纹的形成是一个非常复杂的过程，是 传热、传质和应力相互作用的结果． 带液芯的高温 铸坯在连铸机运行过程中，各种力作用于高温坯壳 上产生的变形超过了钢的允许强度和应变是产生裂 纹的外因，钢对裂纹敏感性是产生裂纹的内因，而连 铸机设备和工艺因素是产生裂纹的条件． 从国内外众多学者的研究成果来看，铸坯表面 横裂纹的形成原因除设备因素外，主要有以下几个 方面． ( 1) 表面横裂纹的形成与 P、S 等元素以及残余 元素 Cu、As 和 Sb 在晶界的偏聚有关． Harada、Ma