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碳素鋼的疏松缺陷

　　鋼材截面熱酸蝕試片上組織不致密的現(xiàn)象。在鋼材橫斷面熱酸蝕試片上，存在許多孔隙和小黑點子，呈現(xiàn)組織不致密現(xiàn)象，當這些孔隙和小黑點子分布在整個試片上時叫一股疏松，集中分布在中心的叫做中心疏松。在縱向熱酸蝕試片上，疏松表現(xiàn)為不同長度的條紋，但仔細觀察或用8～10倍放大鏡觀察，條紋沒有深度。用掃描電子顯微鏡觀察孔隙或條紋，可以發(fā)現(xiàn)樹枝晶末梢有金屬結(jié)晶的自由表面特征。

　　疏松的成因與鋼水冷凝收縮和選分結(jié)晶有關(guān)。鋼水在結(jié)晶時，先結(jié)晶的樹枝晶晶軸比較純凈，而枝晶問富集偏析元素、氣體、非金屬夾雜和少量未凝固的鋼水，后凝固時，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，疏松可大大改善，但當鋼錠疏松嚴重時，壓縮比不足或孔型設(shè)計不當時，熱加工后疏松還會存在。嚴重的疏松視為鋼材缺陷，當疏松嚴重時，鋼材的力學(xué)性能會受到一定影響。但根據(jù)鋼材使用要求，可以按標準圖片評定鋼材疏松級別。

　　采用提高鋼水純凈度、加快冷卻速度、連鑄用電磁攪拌和減少枝晶等措施，可以減少疏松。

碳素鋼的帶狀組織

　　熱加工后的低碳結(jié)構(gòu)鋼，其顯微組織鐵素體和珠光體沿軋向平行排列，呈帶狀分布，形成鋼材帶狀組織。

　　帶狀組織形成的機制一般有3種：

　　(1）通常，在低碳鋼中，當樹枝晶間富集磷、硫等雜質(zhì)，鋼材經(jīng)熱加工后，非金屬夾雜被拉長。如硫化物，而奧氏體在冷卻過程中先共析鐵素體沿硫化物夾雜形核和長大，形成鐵素體條帶。同時，鐵素體形成時向鐵素體條帶兩側(cè)排碳，也形成了珠光體條帶。

　　(2）當?shù)吞间撝泻i較高時，先凝固的樹枝晶晶干成分較純，形成鐵素體條帶。而枝晶間含錳、碳、硫、磷等雜質(zhì)，而且鐵素體條帶也向枝晶間排碳，形成珠光體條帶。

　　(3）當熱加工終軋溫度較低時，在雙相區(qū)軋制也能形成帶狀組織。

　　帶狀組織實質(zhì)上是鋼材組織不均勻的一種表現(xiàn)，影響鋼材性能，產(chǎn)生備向異性。帶狀組織降低鋼材塑性、沖擊韌性和斷面收縮率，特別是對橫向力學(xué)性能影響較大。

　　根據(jù)鋼材的使用要求，可以按中國帶狀組織評級標準圖片來評定鋼材帶狀組織的級別。

　　降低鋼中夾雜和樹枝晶成分偏析是減輕鋼中帶狀組織的主要措施。

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