鋼錠疏鬆疏鬆主要指鎮靜鋼鋼錠內部的微小孔隙。集中分布於軸心區的微小孔隙稱中心疏鬆，分散於其他部位的微小孔隙稱一般疏鬆。疏鬆是由於鋼錠凝固過程中某些微小封閉區域鋼液冷凝收縮得不到填充所致。收縮傾向大的鋼種，疏鬆程度也大。疏鬆通常與偏析伴生，鋼中氣體、非金屬夾雜及硫、磷等雜質元素含量高時，疏鬆程度加重。
基本介紹
- 中文名：鋼錠疏鬆
- 外文名：shrinkage porosity
- 性質：鎮靜鋼鋼錠內部的微小孔隙
- 缺點：增大鋼錠軋制的壓縮比
- 評級圖評定：分為1級至5級
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介紹
鋼錠疏鬆指鋼材截面熱酸蝕試片上組織不緻密的現象，如下圖：
鋼錠疏鬆金相照片在鋼材截面熱酸蝕試片上存在許多孔隙和小黑點，呈現組織不緻密現象。當這些孔隙和小黑點分布在整個試片上時稱為一般疏鬆：集中分布在中心的稱為中心疏鬆。在縱向熱酸蝕試片上，疏鬆表現為不同長度的紋，但仔細觀察或用810倍放大鏡觀察，多紋沒有深度。用掃描電子顯微鏡觀察孔隙或條紋，可以發現樹枝晶末梢有金屬結晶的自由表面特徵。
成因及分析
疏鬆的成因與鋼水的冷凝收縮和選分結晶有關。鋼水在結晶時，先結晶的樹枝品品軸比較純淨，而枝晶間富集偏析元素。氣體、非金屬夾雜和少量未凝固的鋼水最後凝固時，不能夠全部充滿枝晶間，因而形成一些細小微孔。
鋼材在熱加工過程中，疏鬆可大大改善．但當鋼錠疏鬆非常嚴重時、壓縮比不足或空型設計不當時，熱加]_後疏鬆還會存在。嚴重的疏鬆視為鋼材的缺陷。當疏鬆嚴重時，鋼材的力學性能會受到一定影響。但根據鋼材使用要求，可以按標準圖片評定鋼材疏鬆級別。採用提高鋼水純淨度、加快冷卻速度、煉鑄用電磁攪拌和減少枝晶等措施，可以減少疏鬆。
一般疏鬆
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。
中心疏鬆
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。
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。
等級評定
疏鬆一般通過鋼坯或鋼材的橫向酸蝕試樣檢驗。疏鬆程度根據標準評級圖評定，分為1級至5級。疏鬆破壞鋼組織的緻密性，降低鋼的塑性和韌性。對於內部緻密度要求嚴格的合金鋼及優質碳素結構鋼，技術標準規定疏鬆應小於2級或3級。鋼錠疏鬆是由於鋼錠凝固過程中某些微小封閉區域鋼液冷凝收縮得不到填充所致。收縮傾向大的鋼種，疏鬆程度亦大。疏鬆通常與偏析伴生。鋼中氣體、非金屬夾雜及硫、磷等雜質元素含量高時，疏鬆程度加重。選擇合理的錠型，提高鋼液的純淨度，控制適宜的注溫、注速，有利於減輕疏鬆程度。增大鋼錠軋制的壓縮比，可顯著降低疏鬆評級和減弱其不良影響。
