超包晶碳钢中加Nb抑制铸态奥氏体中粗柱状晶形成.pdfVIP

2015年第4期 23 常用的晶粒生长理论，假设 ^y晶界三线交点或四线 =m(r)[ 一Ppinl (2) 交点没有影响晶粒生长动力，则 整个由邻近CCG 区域的FCG的收缩速度所控制，因此，V 可写成 ： 式中p 表示施加于FCG／CCG界面的钉扎力， 公式(2)中以入代替公式 (1)中的d． FcG ，因此，为 =m(T)忐 (1) 完全抑制 FCG／CCG界面移动，必须满足下面关系： 式中m(T )是在温度为 时晶界的迁移率， Ppin (3) 为 晶界 能，d 。是 FCG 的短轴直径， 指 FCG／CCG界面处的温度，是取决于FCG／CCG界 这是完全抑制 FCG／CCG界面移动所需的钉扎 面形态的常数，通过分析 FCG／CCG界面形态，可 力，与入成反比，用图13所示检测的A，值，根据公 近似为 =0．78。由相图模拟的不连续晶粒生长完 式(3)可计算出Ppin，P 的结果见图13，在计算中仃 全支持公式(1)的迁移率，关于公式 (1)的详细描 设定为 仃=0．79J／m 。可 以看 出完全抑制 FCG／ 述见其它资料，此处，应注意公式 (1)中的d 。近 CCG界面移动所需的钉扎力随距模壁距离的增大 似等于如图10所示的A，因此，FCG／CCG界面的迁 而逐渐减小，在铸造试验中，假如Nb(C，N)产生强 移率按照公式 (1)与入成反比，入取决于冷却条件 烈的钉扎作用，则在模壁附近就能阻止 FCG／cCG 即在钢锭中的位置。图 l3表示不加 Nb试样中 ． 界面的移动。但是，如果Nb(C，N)产生的钉扎力较 与距模壁距离l的关系，如图l0．所示 入，曲线不随 弱，则FCG／CCG界面将连续移动或在钢锭中心附 Nb含量的不同产生明显的变化，入 随与模壁的距 近停止移动。钉扎力主要取决于钉扎粒子的数量和 离而逐渐增大，因此，由公式 (1)给出的FCG／CCG 其尺寸，一般认为加入较高含量的Nb可产生较高 界面移动速度随距模壁距离的增大而逐渐减小。另 体积分数的Nb(C，N)粒子和因此有对 FCG／CCG界 外，随距模壁距离的增大CCG形成的驱动力降低， 面较高的钉扎力。图13的上部指出了不同Nb含 事实上如图8(a)所示的不加 Nb试样的中心区域 量试样 中FCG／CCG界面的位置，当Nb含量提高 EG的发展，可由中心区域 CCG形成的驱动力低加 时，可以看出观察到的完全阻止 FCG／CCG界面移 以解释。 动的位置靠近模壁一侧，因此，虽然是定性的讨论， 不同Nb含量 (wt％)时FCGICCG区域界蕊位置 结果表明图9所示的由加Nb导致的CCG区域缩小 可用因加 Nb提高了钉扎力来解释。 4 结论 暑 最近研究发现从不连续晶粒生长产生的粗柱状 ● ^y晶(CCG)组织归结为 CCG和细柱状 晶区之间界 ∞ 《 盎 鼍 面的移动，因此，为防止 CCG组织的发展就要求抑 赣