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一种连铸坯角部裂纹扩展临界应变的测定方法技术

技术编号:28555633 阅读:41 留言:0更新日期:2021-05-25 17:48
一种连铸坯角部裂纹扩展临界应变的测定方法,属于连铸技术领域。该方法为:先在连铸坯上取样,设置合理的缺口深度、角度以预制裂纹。之后对连铸过程中铸坯的角部温度场进行模拟,判断裂纹敏感区,确定加热制度、变形速度。最后结合裂纹敏感区的实际应变速率进行原位拉伸试验,动态观察和分析材料微观变形形貌及断裂机制,并实时记录拉伸时的金相组织变化情况。结合出现裂纹扩展现象时的拉伸长度与试验中所得到的应力‑应变曲线来确定角部裂纹扩展的临界应变。该方法提供了连铸坯角部裂纹扩展临界应变的测定方法,更具普适性,其不受成分的限制,试验过程简洁,试验结果准确。

【技术实现步骤摘要】
一种连铸坯角部裂纹扩展临界应变的测定方法
本专利技术涉及一种连铸
,具体涉及一种连铸坯角部裂纹扩展临界应变的测定方法。
技术介绍
裂纹是连铸坯主要质量问题之一,在各类缺陷中裂纹约占50%。在连铸过程中,钢中Nb、V、Ti等微合金元素与C、N形成细小弥散的碳化物、氮化物和碳氮化物,并在奥氏体晶界或者晶界的薄膜状铁素体析出,使钢的高温热塑性变差,连铸坯表面易产生裂纹,尤其是横裂纹和角部横裂纹的发生率明显高于普通钢铸坯。连铸过程中,铸坯角部受二维冷却的作用降温速度较快,当铸坯到达铸机的弯曲矫直段时,角部温度恰好处于第三脆性温度区间波谷附近,此时塑性极差,容易引发裂纹从铸坯角部产生。而连铸过程中铸坯形成裂纹的根本原因就是在外力、热应力等的作用下,铸坯变形超过了材料破坏极限,即变形时的应变超过了铸坯的临界应变,导致裂纹缺陷的形成和扩展。所以通过试验确定铸坯的临界应变,从而确定角部裂纹扩展的临界准则以指导工艺实践,控制工业生产中的拉伸应变位于临界应变以下。目前,裂纹临界准则的确定也有多种方法,Miyazaki等和Yasunaka等采用带液芯钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连铸坯角部裂纹扩展临界应变的测定方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤1:取样/n从厚度1/4线、宽度1/4线和距表面距离10mm之间形成的区域取样,得到连铸坯试样;并对连铸坯试样进行线切割、车加工得到薄片型标准拉伸试样;/n步骤2:预制裂纹/n在标准拉伸试样上中心处的两侧对称位置预制V型缺口,对V型缺口水平方向抛光,并对V型缺口垂直方向采用砂纸进行打磨,得到预制裂纹试样;V型缺口的深度为0.5mm,缺口的角度为30°±5°;/n步骤3:确定拉伸制度/n(1)对研究的钢种进行热塑性试验,以断面收缩率60%划分其脆性区间,得到第三脆性区间温度;/n(2)根据连铸坯角部裂纹扩展存在的风险...

【技术特征摘要】
1.一种连铸坯角部裂纹扩展临界应变的测定方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:取样
从厚度1/4线、宽度1/4线和距表面距离10mm之间形成的区域取样,得到连铸坯试样;并对连铸坯试样进行线切割、车加工得到薄片型标准拉伸试样;
步骤2:预制裂纹
在标准拉伸试样上中心处的两侧对称位置预制V型缺口,对V型缺口水平方向抛光,并对V型缺口垂直方向采用砂纸进行打磨,得到预制裂纹试样;V型缺口的深度为0.5mm,缺口的角度为30°±5°;
步骤3:确定拉伸制度
(1)对研究的钢种进行热塑性试验,以断面收缩率60%划分其脆性区间,得到第三脆性区间温度;
(2)根据连铸坯角部裂纹扩展存在的风险,对连铸坯在连铸过程角部温度场进行模拟,模拟在连铸过程中的连铸坯传热情况和变形情况,得到浇铸全流程连铸坯温度场热模拟图;
(3)根据浇铸全流程连铸坯温度场热模拟图得到的连铸过程中的传热温度和第三脆性区间温度对裂纹敏感区进行划分,当连铸过程中传热温度在第三脆性区间温度范围内的连铸过程判定为裂纹敏感区,并根据浇铸全流程连铸坯温度场热模拟图得到裂纹敏感区对应的变形参数;所得到的变形参数包括冷速、拉伸温度;
并确认连铸过程不同位置的拉伸应变速率;
(4)根据上述确定的冷速、拉伸温度和拉伸应变速率作为变形参数来确定裂纹敏感区的拉伸制度;
步骤4:进行拉伸试验
根据制备连铸坯时,在裂纹敏感区的传热情况确定加热制度,并结合裂纹敏感区的拉伸制度,对预制裂纹试样进行模拟实验,将拉伸应变速率转化为拉伸速率,进行不同裂纹敏感区下的预制裂纹试样原位拉伸试验;其中,拉伸制度包括不同的冷速、拉伸应变速率和拉伸温度;
步骤5:确定临界应变
确定临界应变采用以下两种方法中的一种:
(1)观察预制裂纹试样原位拉伸试验实时的V型缺口处金相组织变化情况,当观察到出现裂纹扩展时,此时所对应的应变量即为该裂纹敏感区的连铸坯角部裂纹扩展的临界应变;

【专利技术属性】
技术研发人员:祭程朱苗勇胡鑫陈天赐
申请(专利权)人:东北大学
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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