·642· 北京科技大学学报 第34卷 区的残留铁素体进行定量分析的结果如图6所示. 沿着厚度方向薄带中残留铁素体含量呈现“W”状 分布，即在薄带的表层胞状晶区内残留铁素体的质 量分数为4.60%~6.60%，柱状晶区内为3.60%~ 3.70%,中心等轴晶区内为11.27%~11.34%，采 用XRD定量分析和EBSD分析的两种结果吻合 较好 奥氏体不锈钢中残留铁素体的含量是由先析铁 I um 素体向奥氏体转变的扩散时间和扩散距离共同决定 的.本实验用奥氏体不锈钢的铬当量(Cr)和镍当 图3不锈钢薄带中残留铁素体透射电镜形貌 量(Nig)分别为18.28%和10.21%，通过Delong图 Fig.3 TEM morphology of retained ferrite in the steel strip 计算其在焊接条件下残留铁素体的质量分数约为 7.6%.在亚快速凝固条件下，奥氏体不锈钢薄带柱 状晶区及中心等轴晶区的二次枝晶间距减小，铁素 体向奥氏体扩散转变的距离变短，但是相应的扩散 转变时间也显著降低，因此不锈钢薄带中残留铁素 体平均含量与传统铸造、焊接过程中奥氏体不锈钢 中铁素体含量基本一致，但其不同凝固组织中残留 铁素体的形成机理及数量差异较大，不锈钢薄带中 残留铁素体的形貌、数量和分布对薄带性能具有重 要影响. 14 ()晶粒组织形貌 (b)残留铁素体分布图 12 -XRD 图4薄带中心区域结品组织.()品粒组织形貌：(b)残留铁素 ■-EBSD 体分布（白色） 8 Fig.4 Crystal structure at the central zone of the steel strip by 5 EBSD:(a)morphology of grain structure:(b)distribution of re- tained ferrite (white) 表层 柱状品中心柱状品表层 薄带厚度/方向 所示.从图中可以证明AISI304不锈钢薄带中只含 有奥氏体和残留铁素体两相，薄带中心等轴晶区的 图6薄带厚度方向上残留铁素体分布 Fig.6 Distribution of retained ferrite in the thickness of strip 残留铁素体含量最高，表层胞状晶区次之，而中间柱 状晶区最低. 奥氏体不锈钢薄带凝固过程中铁素体的含量对 对薄带表层胞状晶区、树枝晶区及中心等轴晶 于其高温力学性能具有重要影响，因此在薄带连铸 过程中应该合理的控制冷却速率、过热度和钢液成 残留铁素体 分等因素，保证初生坯壳中一定含量的铁素体，从而 减轻薄带表面裂纹等缺陷的发生.另外，与薄带表 中心等轴晶区 层及柱状晶区相比，薄带中心区域的残留铁素体含 人人 中间柱状晶品区( 量较高，这对薄带的力学性能有负面影响，因此在双 辊薄带连铸过程中应通过优化铸带厚度、冷却速率 表层胞状品区 及双辊铸轧力等因素，控制薄带中心等轴晶的比例 30 50 60 及残留铁素体的含量 70 2a9 80 90 3结论 图5薄带三种凝固组织中残留铁素体含量 Fig.5 Content of retained ferrite in the cellular crystals,columnar (1)双辊薄带连铸AISI304不锈钢的凝固组织 dendrites,and central equiaxed zones of the steel strip 由表层胞状晶区、中间柱状晶区和中心等轴晶区三北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 3 不锈钢薄带中残留铁素体透射电镜形貌 Fig． 3 TEM morphology of retained ferrite in the steel strip 图 4 薄带中心区域结晶组织 . ( a) 晶粒组织形貌; ( b) 残留铁素 体分布( 白色) Fig． 4 Crystal structure at the central zone of the steel strip by EBSD: ( a) morphology of grain structure; ( b) distribution of re￾tained ferrite ( white) 所示． 从图中可以证明 AISI304 不锈钢薄带中只含 有奥氏体和残留铁素体两相，薄带中心等轴晶区的 残留铁素体含量最高，表层胞状晶区次之，而中间柱 状晶区最低． 图 5 薄带三种凝固组织中残留铁素体含量 Fig． 5 Content of retained ferrite in the cellular crystals，columnar dendrites，and central equiaxed zones of the steel strip 对薄带表层胞状晶区、树枝晶区及中心等轴晶 区的残留铁素体进行定量分析的结果如图 6 所示． 沿着厚度方向薄带中残留铁素体含量呈现“W”状 分布，即在薄带的表层胞状晶区内残留铁素体的质 量分数为 4. 60% ～ 6. 60% ，柱状晶区内为 3. 60% ～ 3. 70% ，中心等轴晶区内为 11. 27% ～ 11. 34% ，采 用 XRD 定量分析和 EBSD 分析的两种结 果 吻 合 较好． 奥氏体不锈钢中残留铁素体的含量是由先析铁 素体向奥氏体转变的扩散时间和扩散距离共同决定 的． 本实验用奥氏体不锈钢的铬当量( Creq ) 和镍当 量( Nieq ) 分别为 18. 28% 和 10. 21% ，通过 Delong 图 计算其在焊接条件下残留铁素体的质量分数约为 7. 6% ． 在亚快速凝固条件下，奥氏体不锈钢薄带柱 状晶区及中心等轴晶区的二次枝晶间距减小，铁素 体向奥氏体扩散转变的距离变短，但是相应的扩散 转变时间也显著降低，因此不锈钢薄带中残留铁素 体平均含量与传统铸造、焊接过程中奥氏体不锈钢 中铁素体含量基本一致，但其不同凝固组织中残留 铁素体的形成机理及数量差异较大，不锈钢薄带中 残留铁素体的形貌、数量和分布对薄带性能具有重 要影响． 图 6 薄带厚度方向上残留铁素体分布 Fig． 6 Distribution of retained ferrite in the thickness of strip 奥氏体不锈钢薄带凝固过程中铁素体的含量对 于其高温力学性能具有重要影响，因此在薄带连铸 过程中应该合理的控制冷却速率、过热度和钢液成 分等因素，保证初生坯壳中一定含量的铁素体，从而 减轻薄带表面裂纹等缺陷的发生． 另外，与薄带表 层及柱状晶区相比，薄带中心区域的残留铁素体含 量较高，这对薄带的力学性能有负面影响，因此在双 辊薄带连铸过程中应通过优化铸带厚度、冷却速率 及双辊铸轧力等因素，控制薄带中心等轴晶的比例 及残留铁素体的含量． 3 结论 ( 1) 双辊薄带连铸 AISI304 不锈钢的凝固组织 由表层胞状晶区、中间柱状晶区和中心等轴晶区三 ·642·