[發(fā)明專利]一種原位觀測制定鎳基耐蝕合金連鑄冷卻制度的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710193616.9
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN108663364A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭亮亮;周燦棟;王婷婷;徐正其;姚雷;鄭芳
• 申請（專利權(quán)）人: 寶鋼特鋼有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N25/02
• 代理公司: 上海開祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種原位觀察制定鎳基耐蝕合金連鑄冷卻制度的實驗方法，包括如下步驟：1)將鎳基耐蝕合金樣品線切割加工成圓柱試樣，直徑3～6mm，高度3～5mm；2)將試樣放入高溫共聚焦激光顯微鏡的加熱腔內(nèi)，加熱腔內(nèi)抽真空后通入純氬氣或氦氣；3)按180～300℃/min的升溫速率將試樣升溫至1000～1200℃，再按10～30℃/min的升溫速率升至溫度1430～1490℃，保溫5～15min，用于模擬鋼水在中間包停留時間；最后再以1～600℃/min，冷卻至600～800℃，模擬不同的連鑄結(jié)晶器冷卻速率，最后緩冷至室溫。本發(fā)明實驗方法可得到不同冷卻速率的凝固演化過程，觀察過程確保試樣不受污染，實驗方法簡單、操作性強，為連鑄結(jié)晶器冷卻制度和解決鑄坯凝固初期缺陷行為提供了有益信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及連鑄控制領(lǐng)域，特別涉及一種原位觀測制定鎳基耐蝕合金連鑄冷卻制度的方法。

背景技術(shù)

連鑄實質(zhì)上是鋼水在特定條件下的凝固過程，傳熱貫穿于連鑄過程的始終。結(jié)晶器是連鑄機中最關(guān)鍵的部件，被認為是連鑄機的心臟；結(jié)晶器內(nèi)流動的鋼水通過坯殼、渣膜、氣隙把熱量傳遞給結(jié)晶器，熱量由冷卻水對流換熱帶走，以使結(jié)晶器銅壁保持適當?shù)臏囟?，防止銅再結(jié)晶使其硬度和強度降低而導致結(jié)晶器變形。從傳熱角度講，如果傳熱速率過快且不均勻，過大的熱應(yīng)力則可能引起鑄坯裂紋。連鑄結(jié)晶器冷卻速率大都基于半經(jīng)驗公式或數(shù)值模擬估算，缺乏一套實驗室研究方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種原位觀察制定鎳基耐蝕合金連鑄冷卻制度的實驗方法，可以得到不同冷卻速率的凝固演化過程，觀察過程確保試樣不受污染，實驗方法簡單、操作性強，實驗結(jié)果可靠，為連鑄結(jié)晶器冷卻制度和解決鑄坯凝固初期缺陷行為提供了有益信息。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種原位觀察制定鎳基耐蝕合金連鑄冷卻制度的實驗方法，包括如下步驟：

1)將鎳基耐蝕合金樣品線切割加工成圓柱試樣，直徑3～6mm，高度3～5mm，試樣經(jīng)砂紙打磨與拋光；

2)將試樣放入高溫共聚焦激光顯微鏡的加熱腔內(nèi)，加熱腔內(nèi)抽真空后通入純氬氣或氦氣；

3)按180～300℃/min的升溫速率將試樣升溫至1000～1200℃，然后再按10～30℃/min的升溫速率升至最高溫度，最高溫度范圍1430～1490℃，在最高溫度下保溫5～15min，用于模擬鋼水在中間包停留時間；最后再以1～600℃/min，冷卻至600～800℃，模擬不同的連鑄結(jié)晶器冷卻速率，最后緩冷至室溫；觀察升溫和降溫過程試樣的熔化和凝固行為。

進一步，本發(fā)明的一種原位觀察制定鎳基耐蝕合金連鑄冷卻制度的實驗方法，包括如下步驟：

1)將鎳基耐蝕合金樣品線切割加工成圓柱試樣，直徑3～5mm，高度4～5mm，試樣經(jīng)砂紙打磨與拋光；

2)將試樣放入高溫共聚焦激光顯微鏡的加熱腔內(nèi)，加熱腔內(nèi)抽真空后通入純氬氣或氦氣；

3)按180～240℃/min的升溫速率將試樣升溫至1000～1200℃，然后再按10～20℃/min的升溫速率升至最高溫度，最高溫度范圍1430～1470℃，在最高溫度下保溫8～12min，用于模擬鋼水在中間包停留時間；最后再以30～600℃/min，冷卻至600～800℃，模擬不同的連鑄結(jié)晶器冷卻速率，最后緩冷至室溫，觀察升溫和降溫過程試樣的熔化和凝固行為。

優(yōu)選的，步驟2)中，在加熱腔內(nèi)將試樣放入坩堝內(nèi)，坩堝材質(zhì)為氧化鋁或鉑金。

優(yōu)選的，步驟3)在高溫下原位觀察顯微鏡的放大倍數(shù)為200倍至1000倍。

優(yōu)選的，步驟3)在常溫金相顯微鏡的放大倍數(shù)為50倍至1000倍。

優(yōu)選的，試樣為碳鋼、不銹鋼材質(zhì)，進行原位觀察時，步驟2)的加熱最高溫度范圍為高出其液相線溫度50～100℃。