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《低硫纯净钢连铸坯凝固前沿元素微观偏析模型的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、低硫纯净钢连铸坯凝固前沿元素微观偏析模型的研究1211刘洋王新华王文军姜中行（1.首钢技术研究院，北京100043；2.北京科技大学，北京100043）摘要建立了一个连铸坯凝固前沿的元素微观偏析模型，模型考虑了钢的包晶相变以及凝固过程枝晶粗化的影响。首次对低碳（[C]在0.01%～0.09%）纯净钢凝固前沿的元素偏析行为做了模拟研究。钢凝固过程P、S、C的偏析程度要高于Si、Mn，固相率大于0.9以后，C、S、P偏析度急剧上升。随着Mn含量的增加S元素的偏析度逐渐降低，当固相率大于0.8以后，S元素的偏析受到Mn的抑止，偏析程度开始降低。对象低碳纯
2、净钢的[C]在0.01%～0.09%范围，凝固过程中钢液始终以δ相凝固，无δ－γ相变过程。关键词低碳纯净钢微观偏析固相率StudyonMicrosegregationModelofElementatSolidifyingInterfaceinContinuousCastingSlabofLowSurfurCleanSteel1211LiuYangWangXinhuaWangWonjunJiangZhongying(1.TechnicalResearchInstute,ShougangGroup,Beijing,100043;2.University
3、ofScience&TechndogyBeijing,100043)AbstractAmicrosegregationmodelofelementatsolidifyinginterfaceisestablishedinthispaper.Theperitecticphasetransformationanddendriticgrowthduringsolidificationofsteelisconsideredinthemodel.Thisisthefirstsimulationstudyaboutthemicrosegregationofel
4、ementatsolidifyinginterfaceinlowcarbon([C]is0.01%～0.09%)cleansteel.DuringsolidificationthesegregationdegreeofP,S,CishigherthanSiandMn.Aftersolidificationrateexceed0.9,thesegregationofC,S,Pwillincreaserapidly.WithincreaseofMncontent,thesegregationofSwilldecreasegradually.Whiles
5、olidificationrateishigherthan0.8,segregationofSisaffectedbyMn,andthesegregationdegreewillbegintoreduce.Ifthecarboncontentcleansteelisbetween0.01~0.09%,thesolidificationphaseisδandnotδ－γ.Keywordslowcarboncleansteel,microsegregation,solidificationrate1引言中心宏观偏析是连铸坯质量的主要缺陷，元素的微观偏析
6、是影响宏观偏析的根本性因素。微观偏析的研究尽管不能定量的预测宏观偏析，却可以定性的解释宏观偏析的现象，对改善和有效控制中心宏观偏析提出有效的措施。目前为止，前人对凝固前沿的微观偏析研究绝大多数主要集中在C含量大于0.1%范围的钢种，对低碳（[C]在0.01%～0.09%）低硫钢种的研究几乎没有。随着钢铁企业低碳纯净钢比例（如高级别管线钢）的不断增大，弄清楚此类钢种凝固过程中凝固前沿的元素微观偏析状况具有很重要的意义。本文建立了一个钢8-368第八届（2011）中国钢铁年会论文集凝固过程中元素显微偏析模型，本模型充分考虑了钢凝固过程中包晶相变和枝晶粗
7、化对元素凝固偏析行为的影响，较准确地计算出元素微观偏析的规律。2偏析模型研究基础[1]杠杆规则模型是建立在平衡凝固基础上的，假设溶质元素在固相和液相中均完全扩散。得到如下关系式：C0,iC=（1）L,i1−(1−k)fis式中，C为某一溶质元素i在固液界面处的液相中的浓度；C为溶质元素i的初始液相浓度，k为L,i0,ii溶质元素i的平衡分配系数，f为固相率。杠杆规则在凝固后期往往不精确了，因为固相的扩散很慢，尤s其是较大的溶质原子，如Mn。[2]与杠杆规则相反的状况即为谢尔模型或者称为非平衡杠杆规则。这一模型假设固相无扩散，液相完全扩散，固液界面始
8、终处于动态平衡。得到如下关系：C0,iC=（2）L,i(1−f)1−kis谢尔模型不能预测最终的溶质浓度，因为当f=1时，
