连铸工艺基础理论简略钢的凝固特点及微观组织铁碳合金的结晶有三种类型：①固溶体结晶②包晶结晶③共晶结晶。对于钢（[C]<2.11%），只有固溶体结晶和包晶结晶钢结晶两种形式。表2-2 [C]<0.09%的钢的结晶过程（固溶体结晶）大致温度范围（℃）液相线温度Ts以上1538—14951495—13941394—912912—727<727γ—>αγ—>α+Fe3CL—>δδ—>γ相变反应式存在相Lδ+Lδγγ+αα+Fe3C体积变化及其它液相备注在经过液相线AB时L—>δ，在固相线AH完成L—>δ的固溶体结晶在AH和HN线之间为稳定的δ相，经过NJ（A4线）时，完成δ—>γ稳定的γ相经过GS（A3线）时，γ—>α经过PSK（A1线）时，发生共析反应，[C]<0.77缓冷时得到铁素体+珠光体?固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中还保持溶剂类型的合金相。结晶的过程全部是固溶体的结晶叫固溶体结晶。?在一定温度下，由一个液相包着一个固相生成另一新固相的反应称包晶转变或包晶反应。?在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出两个成分和结构都不相同的新固相的转变称作共晶转变或共晶反应。?共析反应(共析转变)是指在一定温度下，由一定成分的固相同时析出两个成分和结构完全不同的新固相的过程。11连铸工艺基础理论简略钢的凝固特点及微观组织表2-3 [C]=0.09~0.53%的钢（包晶反应钢）的结晶过程大致温度范围（℃）液相线温度相变反应式存在相体积变化及其它液相备注LTs(1538-1495)以上1538—14951495L—>δδ+L—>γ[2-2]δ+Lδ+L+γ包晶反应点，钢的体积收缩最大，而且δ+γ达到一定比例时，钢的范性最差，表现出裂纹敏感性在经过液相线AB时L—>δ至包晶反应温度1495℃，开始包晶反应，δ+L—>γ，包晶反应持续一定时间直至反应结束。位于J点左边的钢（[C]<0.17），包晶反应结束时，液相已全部转化成γ相，但δ相有多余；位于J点右边的钢（[C]>0.17），包晶反应结束时，δ相已全部转化成γ相，但液相有多余。1495—1394多型转变δ—>γ或γδ+γ1495℃至钢的固相线HJ（[C]<0.17）或JE（[C]>0.17），多余的δ相或多余液相发生多型转变，生成γ相L—>γ1394—912912—727<727γ—>αγ—>α+Fe3Cγγ+αα+Fe3C稳定的γ相经过GS（A3线）时，γ—>α经过PSK（A1线）时，发生共析反应，[C]<0.77缓冷时得到铁素体+珠光体表2-4 [C]=0.53~2.11%的钢的结晶过程（共析反应）大致温度范围（℃）液相线温度Ts(1495-1400)以上相变反应式存在相体积变化及其它液相备注L1495—11481450—727912—727L—>γγ+Lγ在经过液相线BC时L—>γ，在固相线JE完成L—>γ的固溶体结晶稳定的γ相γ—>αγ—>γ+Fe3Cγ—>α+Fe3Cγ+αγ+Fe3Cα+Fe3C[C]<0.77经过GS（A3线）时，γ—>α；[C]>0.77经过ES线时，γ—>γ+Fe3C。经过PSK（A1线）时，发生共析反应，[C]<0.77缓冷时得到铁素体+珠光体；[C]=0.77缓冷时得到100%珠光体；[C]>0.77缓冷时得到珠光体+二次渗碳体<72712连铸工艺基础理论简略钢的凝固特点及微观组织
【笔者的阅读理解或批注】
[2-1]铁在室温下有磁性，但温度高到一定程度就消失了，这个临界温度就是居里点（770℃）。所以理论上吊铸坯用的高温电磁盘能起吊的最大铸坯温度是770℃，但在实际操作中基本上都控制在700℃以下。
[P.S.]要想把“居里点”这个道理说清楚，首先要知道，铁磁性材料为什么会有磁性？
从物质构成来讲，一切物质都是由它的分子组成的。分子又是由原子组成的。原子又是由原子核和电子组成的，而电子在不停地自转和绕原子核旋转，电子的这两种运动都会产生磁性。但是，由于它们运动的方向各自不同、杂乱无章，使物质内部的磁效应相互抵消。因此，物质在正常情况下，并不呈现磁性。但是，在外界的磁场作用下，铁、镍、钴铁磁材料内部本来各自运动的电子，一个个好像训练有素的战士一样，听到\就唰地一下排得整整齐齐，这时，电子旋转运动产生的磁效应，与外界磁场方向一致，这些物质就呈现出磁性。而铜、铝、铅等等非铁磁材料中的电子，尽管外加再强的磁场，却好像一群不听话的顽皮孩子，不肯听从\地在杂乱运动着，所以也就没有磁性。
13
连铸工艺基础理论简略钢的凝固特点及微观组织
磁铁之所以能吸引铁钉，就是因为具有磁性的磁铁在靠近铁钉时，磁铁的磁场使铁钉磁化，相互间产生吸引力，铁钉就牢牢地与磁铁\但是，当磁铁和磁石的温度升高时，它们内部的分子热运动越来越快。于是，越来越多的电子不肯听从\当温度升高到某个数值时，剧烈的分子热运动，终于完全破坏了电子运动的方向的规律性，磁铁的磁性也就消失了。金属学家把磁铁和磁石完全消失磁性的温度称为\钢铁的居里温度是770℃。
[2-2]因为δ铁是bcc晶格结构、γ铁是fcc晶格结构，而fcc晶格致密度比bcc晶格大，所以包晶反应δ+ L —> γ，有强烈的体积收缩。
14
连铸工艺基础理论简略钢的凝固特点及微观组织
2.2 合金钢的结晶相变过程
至今还没有完善的合金钢的三元相图，对合金钢的分析一般是通过合金元素对铁碳相图的影响进行的。铁和其它元素的二元相图，可以综合归纳为两大类型，每一大类型并可再分为两个小类型，它们的特点是：
AI型：α—>γ相变温度（A3）降低，γ—>δ相变温度（A4）升高，γ相区扩大并形成两元素所有比例成份的γ相连续固溶体。
AII型：同AI型，但由于中间相（稳定化合物及其固溶体）的形成，限制了单相γ区向右的扩大。
BI型：α—>γ相变温度（A3）升高，γ—>δ相变温度（A4）降低，γ相区缩小并完全为一个γ+α（δ）两相带所包围，形成所谓γ相圈。在合金元素超过一定含量时，γ相不复存在（完全消失）。BII型：同BI型，但由于中间相（稳定化合物及其固溶体）的形成，破坏了γ+α相带的完整。AI型元素常用的有：Mn、Ni[2-3]AII型元素常用的有：Cu、N、C、H
BI型元素常用的有：Si、Cr、W、Mo、P、V、Ti、Al[2-4]
BII型元素常用的有：Nb、B、S、O
15
钢连铸杂谈(9) 20200626 - 图文
