D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1999.02.041 第21卷第2期 北京科。技大学学报 Vol.21 No.2 1999年4月 Journal of University of Science and Technlogy Beijing Apr.1999 反向凝固复合不锈钢带的研究 许中波 朱志远王万军 北京科技大学冶金学院，北京100083 摘要分析了由反向凝固工艺得到的复合不锈钢带的组成情况，以及钢带中元素的偏析，并对 不锈钢凝固层的实际晶粒度进行了测定，研究结果表明：不锈钢凝固层组织为铁素体和碳化物；母 带组织为铁素体和马氏体；过渡区为铁素体和珠光体，过渡区的宽度为50μm.不锈钢凝固层的实 际晶粒度为5.8~6.3. 关键词反向凝固；复合不锈钢带；实际晶粒度 分类号T℉777 1反向凝固复合不锈钢带组织变化 (②)加热速度快，经计算，由于熔池的强热作 的特点 用，在插入钢液0.5s后母带边缘温度就达到 800℃，见图1.虽然碳钢的临界转化温度在一定 实验过程见文献[1]. 加热速度的范围内随之增加而提高，但对于所有 所用原料铁素体不锈钢1Cr17的主要元素成 亚共析钢其临界转化温度最大都不超过 分（质量分数）为：C≤0.12%，16%≤Cr≤18%. 1100℃，即母带温度高于临界转化温度300℃ 由于实验的气氛保护问题，最后所得不锈钢的成 左右， 分为：C为0.11%，Cr为14%.不锈钢层从液态到室 1600浸人时间 温的组织变化过程为：(1)由液相析出α，发生L→ 14005个 母带中心母带边缘 α相变；(2)进人L+:两相区，发生L→a相变； 4.0 3.0s (3)进入L+a+y三相区，发生L+α→y包晶相 12002.0s 变；(4)进入y+a两相区，组织为y和a2种，继续 1.1s 1000 冷却；(5)进人y+a+(Fe,Cr)2,C6三相区，发生y一 a+(Fe,Cr),C,共晶相变；(6)进人a+(Fe,C)a 80005s C,两相区， -0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.0 距母带中心距离mm 由相图分析其室温组织为亚共析钢组织，即 铁素体加珠光体.实际室温的相组成为铁素体和 图2不同漫入时间下凝固层中的温度分布 碳化物. (3)高温状态下的保温时间短.一般反向凝固 反向凝固工艺中母带的组织转变与热处理 不锈钢带在熔池停留的时间为5~12$，因此其 条件下的组织转变从机理上来讲是一致的，新相 在A,温度以上停留的时间仅为20s左右. 的形成也是通过形核和晶粒长大的2个过程，但 所以，复合不锈钢带拉出钢液后，母带金属 也有以下特点： 中奥氏体的转变特点是： (1)加热温度高，经解析计算，在反向凝固工 (1)奥氏体化是在连续加热和连续冷却的条 艺生产复合不锈钢带的实验中，母带靠近过渡区 件下进行的，并且该过程是变化的，其组织转变 部分温度高达1460℃左右，母带中心温度一般 是一个不平衡的过程. 高达1310℃，见图2，而在热处理情况下，加热温 (2)奥氏体化温度一般是在过热的条件下，而 度一般不超过A,以上100~200℃. 且奥氏体化的时间又极为短促，这更加导致相变 的不平衡性， 1998-10-30收稿许中波男，34岁，副教授 *国家自然科学基金资助课题 (3)在奥氏体化的过程中同时存在热应力、拘第 卷 年 第 期 月 北 京 科 技 大 学 学 报 一 一 反 向凝 固复合不锈钢带的研究 许 中波 朱志远 王 万 军 北京科技大学冶金学 院 ， 北 京 摘 要 分析 了 由反 向凝 固工 艺得 到 的复合不 锈钢带的组成情 况 ， 以及 钢带 中元 素的偏析 ， 并对 不 锈钢凝 固层 的实 际 晶粒度进行 了测 定 研究结果表 明 不 锈钢凝 固层组织为铁素体和碳化物 母 带组织 为铁素体和 马 氏体 过 渡 区 为铁素体和珠光体 ， 过 渡 区 的宽度为 协 不锈钢凝固层 的实 际晶粒度 为 一 关键词 反 向凝 固 复合不锈钢带 实 际晶粒度 分类号 反 向凝 固复合不锈钢带组 织 变化 的特点 枷六 实验过程 见 文 献 【 所 用 原料 铁素体不锈钢 的主要 元 素成 分 质量 分 数 为 ‘ ， ‘ ‘ 由于 实 验 的气 氛 保护 问题 ， 最 后 所得 不 锈 钢 的成 分 为 为 ， 为 不 锈钢层从液态到 室 温 的组织 变化过程 为 由液相 析 出 ， 发生 。 相 变 进 人 十 两 相 区 ， 发 生 、 相 变 进 人 三 相 区 ， 发 生 包 晶 相 变 进 人下 两相 区 ， 组 织 为 下 和 种 ， 继 续 冷却 进人 下 ， 。 三相 区 ， 发生 下 ， 。 共 晶相 变 进 人 ， 。 两相 区 · 由相 图分 析其室 温 组 织 为亚共 析钢组 织 ， 即 铁素体加 珠 光 体 实 际 室 温 的相 组 成 为铁 素体和 碳化物 反 向凝 固 工 艺 中母 带 的 组 织 转 变 与 热处理 条件 下 的组 织 转 变 从机理 上 来 讲是 一 致 的 ， 新 相 的形 成 也是 通 过 形 核 和 晶粒 长 大 的 个过 程 但 也有 以下 特 点 加 热 温 度 高 经解 析 计 算 ， 在 反 向凝 固 工 艺生 产 复合 不 锈钢带 的 实 验 中 ， 母 带靠 近 过 渡 区 部 分 温 度 高达 ℃ 左 右 ， 母 带 中心 温 度 一 般 高达 ℃ ， 见 图 ， 而 在 热处理情 况下 ， 加 热温 度一般不超过 人 。 以 上 一 ℃ 加热速度快 经计算 ， 由于熔池的强热作 用 ， 在 插 人 钢 液 后 母 带 边 缘 温 度 就 达 到 ℃ ， 见 图 虽 然碳钢的临界 转化温度在一定 加 热速度 的范围 内随之增加而提高 ， 但对于所有 亚 共 析 钢 其 临 界 转 化 温 度 最 大 都 不 超 过 ℃ ， 即母 带温 度高于 临界 转化温度 ℃ 左右 澳人时向 冬 母带中 夯母带边绳 」 一 匕一一土一一 一一一上一一 一 距母带中心距离 皿 图 不 同漫入时间下凝固层 中的温度分布 一 一 收稿 许 中波 男 ， 岁 ， 副教授 国家 自然科学基金 资助课题 高温状态下 的保温 时间短 一般反 向凝固 不 锈 钢带在 熔池 停 留 的 时 间 为 一 ， 因此 其 在 人 ， 温度 以 上停 留的时间仅为 左右 · 所 以 ， 复 合不 锈 钢 带拉 出钢液 后 ， 母 带金 属 中奥 氏体的转变特 点是 奥 氏体化是 在 连续加 热和 连续 冷却 的条 件 下 进 行 的 ， 并 且 该 过 程 是 变 化 的 ， 其组 织 转 变 是 一个不 平衡 的过程 奥 氏体化 温度一 般是在 过热 的条件下 ， 而 且 奥 氏体化 的时 间又 极 为短 促 ， 这 更 加 导致 相 变 的不 平衡性 在奥 氏体化 的过 程 中同时存在热应力 、 拘 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．02．041