基本介紹
- 中文名：中心疏鬆
- 外文名：center porosity
- 別稱：收縮疏鬆
- 對比：一般疏鬆
- 判斷標準：中心部位出現的暗點的多少等
簡介,中心疏鬆特徵,影響因素,對比,
簡介
在連鑄坯剖面上可看到不同程度的分散的小空隙，稱為疏鬆。疏鬆有3種情況，即分散在整個斷面上的一般疏鬆，在樹枝晶內的枝晶疏鬆和沿鑄坯軸心產生的中心疏鬆。一般疏鬆和枝晶疏鬆在鑄坯軋制時有可能焊合，而中心疏鬆則明顯影響鑄坯質量。由方坯厚度的中心偏析區寬度和方坯尺寸之間的關係可知，中心疏鬆和澆鑄速度、澆鑄溫度、鑄坯斷面形狀有關。提高鑄溫和鑄速時，中心疏鬆得到發展。鑄坯斷面減小，為了提高生產率而採用較大的鑄速，從而增加了中心疏鬆。
實踐證明，中心疏鬆對碳素鋼質量影響不大，軋制時有一定的壓下量尚有可能軋合。而對於高合金鋼（如不鏽鋼），雖然其斷面被壓縮到原來的1/16，仍然不能完全消除疏鬆缺陷。
中心疏鬆特徵
中心疏鬆的特徵是在橫向試片上相當於鋼錠的軸心部位，呈現由集中的空隙和小黑點組成的不緻密組織，並以空隙為主。由於它出現在鋼材上相當於鋼錠的軸心部位，不是整個截面上，而不同於一般疏鬆。另外，中心疏鬆只表現為不緻密的組織，並未形成不連續的孔洞而明顯區別於縮孔殘餘。
中心疏鬆也叫收縮疏鬆，它通常出現在縮孔下面、鋼錠的頭部和中部，是鋼錠錠芯最後凝固部分的粗大等軸晶晶軸間沒有鋼液補充而形成的收縮孔隙，同時由於最後凝固部分富有雜質，酸蝕時易腐蝕形成海綿狀小黑點。
中心疏鬆的評級圖見下圖：
中心疏鬆的評級圖評級時超過規定標準也要判廢。
冶煉時減少氣體、夾雜以及使鋼錠有良好的補縮對防止中心疏鬆有一定的效果。要指出的是，鋼種和錠型對中心疏鬆有明顯影響，含碳較高的鋼種會影響鋼的導熱性、流動性。合金元素多的鋼種都比較容易’出現中心疏鬆。因此，澆注這些鋼種的錠模錐度可適當加大。此外，採用小錠比採用大錠時中心疏鬆程度要輕得多。
影響因素
它與以下因素有關：
1、鋼種
低碳鋼（W(C)=0.%～0.2%）和高碳鋼（W(C)=0.5%～0.7%）的柱狀晶發達，中碳鋼（W(C)）=0.2%～0.5%）的柱狀晶較短。奧氏體不鏽鋼柱狀晶發達，鐵素體不鏽鋼有柱狀晶和中心等軸晶。
2、冷卻制度
二冷區強冷，促進柱狀晶的生長，以致形成搭橋造成嚴重的中心疏鬆和偏析。
3、澆鑄溫度
高溫澆鑄促進柱狀晶生長。
加速柱狀晶向等軸晶的轉化是改善中心緻密度的有力措施：
（1）根據鋼種、鋼液溫度和二次冷卻強度，確定合適的拉速。對於凝固溫度範圍寬的鋼種，要降到二次冷卻強度，拉速也要減慢。
（2）選擇合適的澆鑄溫度。澆鑄溫度高將增加中心疏鬆，但溫度不能過低，應選擇溫度中限，以保證鋼液有足夠的流動性來補充連鑄坯凝固中的體積收縮。
（3）加大壓縮比，採用加稀土元素，電磁攪拌技術。
對比
一般疏鬆的特徵是在整個橫向低倍試片上呈分散的小黑點(暗點)和小空隙。暗點處富集有偏析組元，因而易被腐蝕，呈海綿狀；小空隙呈不規則多邊形或圓形。
一般疏鬆的成因既和縮松有關，也和鋼中氣體夾雜的偏析有關。通常認為在鋼結晶時，由於選分結晶的結果，先結晶的樹枝狀晶晶軸比較純淨，晶間則是富集較多偏析組元、氣體和非金屬夾雜物的少量未凝鋼液。這部分較“髒”的鋼液處於周圍樹枝狀晶的包圍之中，有時不能從錠芯大量未凝鋼液得到補充和均勻成分，最後冷卻時，它們沒有全部充滿枝晶間的空隙，形成一些細小孔洞。另外，有些部位即使被它們充滿，但由於含較多雜質，低倍檢驗時也易被腐蝕形成暗點或被腐蝕掉而形成空隙，因此說它也與偏析有關。
一般疏鬆在鋼中出現比較普遍，是允許存在的缺陷。但是某些重要零件的技術條件中對它也有級別要求。如若超過所要求的標準，則要判廢或改作其他用途。減少一般疏鬆有以下兩個途徑：一是快速結晶，使樹枝晶得不到發展，偏析減少；二是減少雜質，從根本上提高鋼的純度。為此，冶煉與澆注中應注意：
1、冶煉中充分去除氣體，去除雜質，搞好脫氧。出鋼澆注時防止鋼液二次氧化。
2、根據鋼材尺寸，選擇適當錠型，既要保證足夠壓縮比，又不要任意加大鋼錠尺寸。
3、根據不同錠型，選擇適當的澆注溫度和注速，尤其是要防止高溫快注。
