钢的凝固收缩系数
玻璃钢 收缩率
玻璃钢的收缩率
玻璃钢是一种由玻璃纤维与树脂基质组成的复合材料,具有优异的物理性能和化学耐腐蚀性。
关于玻璃钢的收缩率,以下是一些相关的解释和讨论。
1. 热收缩率:由于玻璃钢材料在生产过程中通常采用热固化处理,因此热收缩率是考虑的重要因素之一。
热收缩率是指材料在温度变化下,长度或体积发生的变化比例。
对于玻璃钢而言,其纤维方向和树脂基质的组织结构都会影响热收缩率。
一般来说,纤维的热膨胀系数较低,而树脂基质的热膨胀系数较高。
因此,合理的纤维配比和树脂配比可以减小热收缩率,并增加材料的尺寸稳定性。
2. 硬化收缩率:在玻璃钢的制备过程中,树脂基质中的单体会发生聚合反应,形成高分子链结构。
在这个过程中,树脂会经历硬化收缩。
硬化收缩率是指树脂基质在聚合过程中的体积收缩比例。
硬化收缩率的大小取决于树脂的聚合机理和固化条件。
针对硬化收缩率较高的问题,可以通过增加树脂体积或采用低收缩率的树脂来进行调整。
3. 综合收缩率:玻璃钢的综合收缩率是指材料在整个生产过程中的长度或体积变化比例。
综合收缩率包括了摸具成型时的收缩、模塑收缩以及热固化过程中的收缩等多个因素的综合影响。
综合收缩率一般会受到多个因素的影响,如材料成分、制备工艺、温度、湿度等。
需要指出的是,具体的玻璃钢收缩率数值会受到制备工艺和材料配比等因素的影响,不同的组合会导致不同的收缩率数值。
因此,在应用和设计玻璃钢制品时,应该根据具体的使用环境和要求来选择合适的制备工艺和材料组合,以满足预期的尺寸稳定性和性能需求。
钢铁材料的性能
σe
MPa
金属能保持弹性变形的最大能力
比例极限
σp
MPa
在弹性变形阶段,金属材料所受的和应变能保持正比的最大应力
弹性模量
MPa
金属在弹性范围内,外力和变形成比例地增长,既应力与应变成正比例关系时,这个比例系数就称为弹性模量
2.3塑性—材料受力后产生永久变形而不破坏的能力
伸长率(延伸率)
%
金属受外力作用被拉断以后,在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数
肖氏硬度
HSC(目测型)
与h/h0比值成正比
利用金刚石冲头自一定的高度h0mm落下,撞击金属后,冲头又回跳到某一高度hmm
表面光滑的一些精密量具或零件
HSD(指示型)
3.化学性能
名称
说明
耐腐蚀性
金属材料抵抗空气、水蒸气及其它化学介质腐蚀破坏作用的能力,称为耐腐蚀性。常见的钢铁生锈、铜生铜绿等,就是腐蚀现象。金属材料耐腐蚀性能与许多因素有关,例如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及环境介质和温度条件等
抗剪强度
τ
MPa
外力与材料轴线垂直,并对材料呈剪切作用时的极限强度
抗扭强度
τb
MPa
外力是扭转时的极限强度
屈服点
σs
MPa
金属试样在拉伸过程中,负荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力,称为屈服点或屈服极限,是金属发生明显塑性变形的抗力。
屈服强度
σ0。2
MPa
对某些屈服现象不明显的金属材料,测定屈服点比较困难,常把产生0.2%永久变形的应力定为屈服点,这称为屈服强度或条件屈服强度
牌号
牌号是用来识别产品的名称、符号、代码或它们的组合。钢的牌号称为钢号,是对某一具体钢种所取的名称。牌号是技术条件中的首要内容,同一牌号的材料可能有不同的保证条件、交货状态、使用加工类别、质量级别等
钢锭疏松_缩孔的因素分析及对策
·15·
数, % ℃; Ε体·凝 —— 凝固时的体收缩系数, 即从
液体变为固体时的体收缩 值。 可见, 金属的 Α体·液和 Ε体·凝越大, 形成的缩孔 也越大。 所以, 要针对不同成分的钢种, 根据不同 的体收缩系数值, 选择合适的补缩方法。在铸锭浇 注后期及时进行补缩, 以防产生缩孔。
头部缩孔 肩部搭桥 贯穿缩孔
金属的收缩率随其本身的性质不同而异。 所 以, 不同的钢种, 在生产条件相似的前提下, 缩孔 的产生机率不同 (图 2)。一般, 金属从浇温降至室 温的过程中, 要经历液态, 凝固和固体三种收缩。 但最终的缩孔大小, 主要是从液态和凝固收缩决 定的。 固态下的收缩反而减小缩孔, 其关系如[2]:
缩孔的形成一般是在液体金属由浇注温度降 V % = Α体·液 ( t1 - t2) + Ε体·凝 - 1. 5Α体·固 ( ts-
中部缩孔 疏 松 完好钢锭 图 1 钢锭缩孔示意图
型缩孔废品尤为严重 (表 1)。
图 2 钢种对缩孔的影响
3. 2 钢锭形状和尺寸的影响[2]
图 3 锭型对缩孔的影响
不同锭型的钢锭收缩形状不同, 产生缩孔的 机率也不同 (图 3) , 一般上大下小钢锭模下部钢 液凝固较快, 上部钢液最后凝固, 使收缩凹陷集中 在上部利于补缩。 另外, 钢锭模的高宽比合适, 可 以改善缩孔分布, 高度大而细长的钢锭, 缩孔容易 深 入 钢 锭 本 体。 如 1994 年 使 用 小 帽 口 生 产
另外钢锭模的高宽比合适以改善缩孔分布高度大而细长的钢锭缩孔容易造成了许多缩孔废品20锭型对缩孔的影响1994支数缩孔支数废品率190771314313455713453降低注温162000舞钢是宽厚板生产厂使用大扁锭型在所难2040cr42crm40crmnm至今严格控制使用小帽口工艺浇注以上钢种的钢锭缩孔出现率为0浇注温度浇注速度等工艺影响一般提高浇铸温度和速度会加大钢锭断面的温度梯度增大柱状晶带和粗化晶粒
不锈钢收缩系数
不锈钢的热收缩系数是指不锈钢在温度变化时,其体积或长度的相对变化量。
具体来说,普通碳钢和马氏体不锈钢的热膨胀系数为1.01,表示当普通碳钢或马氏体不锈钢的温度每升高1℃,其体积将增加0.01mm;而奥氏体不锈钢的热膨胀系数为1.6。
此外,我们还需要注意,不锈钢在低温下的收缩系数为:1.2*10^-5/℃。
比如,长度方向上,温度升高250℃至20℃时,100mm的长度会增加0.276mm;宽度方向上,同样的温度变化下,200mm的宽度会增加0.552mm。
同时,我们还需要了解,钢从液相线降到固相线所发生的体积收缩被称为凝固收缩,它只与钢的化学成分(主要是含碳量)有关。
各种因素如温度、合金类型等都会影响到钢材冷却后的尺寸和形状。
对于不锈钢材料而言,热收缩系数是一个非常重要的参数。
这是因为在实际应用中,不锈钢经常需要经受高温或低温环境的影响。
例如,在制造高温炉子、化工设备、航空航天器等工业产品时,不锈钢材料必须能够承受高温环境下的应力和变形;而在制造冷冻设备、食品加工机械等消费品时,不锈钢材料又必须能够承受低温环境下的应力和变形。
因此,了解不锈钢材料的热收缩系数对于正确选择和使用不锈钢材料具有重要意义。
除了热收缩系数之外,还有其他一些因素也会影响不锈钢材料的尺寸稳定性。
例如,钢材中的杂质含量、晶粒大小、组织结构等因素都会对钢材的尺寸稳定性产生影响。
此外,不同的加工工艺也会对钢材的尺寸稳定性产生不同的影响。
例如,采用冷轧工艺生产的钢板通常比采用热轧工艺生产的钢板具有更好的尺寸稳定性。
铸件的收缩
2)灰铸铁
对于亚共晶灰铸铁,在凝固后期共晶转变时,由于石墨化的 膨胀而使体收缩得到补偿。每析出1%(体积分数)的石墨, 体积增大2%,故亚共晶灰铸铁的凝固收缩为:
V凝= 6.9 0.9C总 2C石墨 % C W(c)100
在W(C)≈2%的铁液中,奥氏体中碳含量W(C) ≈1.6%,剩余的 碳量,在慢冷和碳硅量较高的条件下将沿稳定系结晶成石墨,其 数量为:
εVγ→α -0.11
εv珠后 1.16
0.14 1.51 -0.11 1.06
0.35 1.47 -0.11 1.04
0.45 1.39 -0.11 1.07
0.55 1.35 -0.09 1.05
0.60 1.21 -0.01 0.98
εl 2.47 2.46 2.40 2.35 2.31 2.18
与钢一样,是状态和温度降低共同作用的结果
= V凝
V(L S) V(L S)
tL
tS
V凝 凝固收缩率
V(LS) 因状态改变的体收缩,其平均值为3.0%
V(LS) 凝固温度范围内的体收缩系数,其平均值为1.0 104 / ℃
V凝=3.0% 1.0104 tL tS 100%
t L t S 904.3 C C每增大1%,液相线温度降低90℃
§9-1 缩孔与缩松的种类
一、收缩的种类
液态收缩
V液 V液 t浇 tL 100%
从浇注温度到凝固开始温度(即液相线温度)间的收缩
凝固收缩
收缩
金属从液相线温度到固相线温度间产生的体收缩称为凝 固收缩。对于纯合金和共晶合金,凝固期间的体收缩是 由于状态的改变,与温度无关,具有一定的数值。其它 合金凝固期间的体收缩不仅与状态有关而且还与温度有 关。
钢板的基本结构与性质
钢板的基本结构与性质钢板是一种广泛应用于建筑、桥梁、汽车、机械、船舶等各个领域的重要材料,其基本结构与性质是影响其性能和应用范围的关键因素。
本文将对钢板的基本结构与性质进行介绍和分析。
一、钢板的基本结构钢板的基本结构主要包括以下几个方面。
1.1、化学成分钢板的化学成分直接关系到其力学性能、物理性能和化学性能。
钢板的主要化学成分包括碳、硅、锰、磷、硫等元素。
其中,碳是钢的主要合金元素之一,控制着钢的硬度、强度和韧性。
而硅的含量会影响钢的塑性和硬度,锰的含量则会影响钢的强度和耐磨性。
磷和硫的含量会影响钢的可焊性、耐蚀性等性能。
因此,在生产钢板时,必须注意控制化学成分的含量,以保证钢板的性能符合要求。
1.2、晶粒度和晶界钢板的晶粒度和晶界对其强度、韧性和塑性等性能都有直接影响。
晶粒度越小,钢板的强度越高,韧性和塑性则相应较差。
晶界则是钢板中晶体间的界面,其质量和数量直接影响着钢板的抗拉强度、韧性、疲劳寿命等性能。
因此,在钢板生产中,除了控制化学成分的含量外,另一重要的措施便是通过热处理等技术手段控制晶粒度和晶界的形态和数量,以达到最优的性能表现。
1.3、金相结构和微观组织钢板的金相结构和微观组织是控制其性能的另一个重要因素。
钢板的金相结构是指钢板材料的晶体结构和组织型态,而微观组织则是指各个晶粒、晶界、夹杂物、缺陷等微观结构之间的相互关系和组成。
在生产钢板的过程中,为了获得最优的性能表现,需要通过调整冷却速度、热处理等方法来控制钢板的金相结构和微观组织。
二、钢板的性质钢板的性质直接决定了它能否满足各种工程应用的要求。
下面将从钢板的物理性能、力学性能、化学性能和加工性等角度进行分析。
2.1、物理性能钢板的物理性能包括密度、导热系数、导电系数、线膨胀系数等。
在正常温度下,钢板的密度大约在7.85g/cm³左右,导热系数为48.3W/(m·K),导电系数为41.8W/(m·K),线膨胀系数为11.7×10^-6/K。
冶金质量控制教学课件-凝固过程质量控制—铸件或铸锭中的收缩
缩率。
图11 受机械阻碍的铸件
铸件在铸型中收缩时受到的阻力有以下几种:
1) 铸型表面的摩擦力
铸件收缩时,其表面与铸型表面之间的摩擦力的大 小与铸件重量、铸型表面的平滑程度有关。
液态收缩率用下式表示:
(5)
式中
从式中可以看出,提高浇注温度 t浇,或因合金成分 改变而降低tL,都使v液增加。v液改变时,v液 也 相应改变。
影响液态收缩系数v液 的因素很多,如合金成分、 温度、气体和夹杂物含量等。
实验所得数值往往有很大差别,计算时常取其平均 值。
例如,钢液的v液 在0.4 X 10-4到1.6 X 10-4/℃的 范围内变动,相差四倍,通常取其平均值1.0 X 10-4 /℃。
3.固态收缩
金属的固态体收缩率用下式表示:
(6)
式中
在固态收缩阶段,铸件各个方向上都表现出线尺寸 的缩小。因此,这阶段对铸件的形状和尺寸的精度 影响最大。为方便起见,常用线收缩率表示固态收 缩,即:
式中
(7)
金属的线收缩是铸件中产生应力、变形和裂纹的基 本原因。
4.线收缩的开始温度
2) 固溶体合金(图3 b) l 向熔点较低的成分B方向上,沿曲线1平滑地下降。 3) 有限固溶体合金(图3 c) 关于这类合金的l 的变化规律,可根据前两类合金
进行分析。图3 合金的线来自缩与成分的关系***二、铸钢的收缩
和任何其它合金一样,收缩过程分为液态收缩、凝 固收缩和固态收缩三个阶段。
***三、铸铁的收缩
铸铁和任何铸造合金一样,其收缩过程也分为三个 互相联系的阶段,即液态收缩、凝固收缩和固态收 缩。
铸造金属凝固原理第-缩孔与缩
用不同刚性铸型浇注的球墨铸铁试样比较
14.3 防止铸件产生缩孔和缩松的途径
1 合适的凝固原则:顺序凝固和同时凝固 1 针对该合金的收缩和凝固特点制定正确的铸造工艺原
则,使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件,尽可 能地使缩松转化为缩孔,并使缩孔出现在铸件最后凝 固的地方。这样,在铸件最后凝固的地方安置一定尺 寸的冒口,使缩孔集中于冒口中,或者把浇口开在最 后凝固的地方直接补缩,即可获得健全的铸件。
③ 固态收缩 • 特点 • 在固态收缩阶段,铸件各个方向上都表现出线尺寸的缩小。
因此,这阶段对铸件的形状和尺寸的精度影响最大。
线收缩是铸件中产生应力、变形和裂纹的基本原因。
εV固 =αV固(TS -T0) ×100%
εL =αL (TS -T0) ×100%
④ 线收缩的开始温度 • 纯金属和共晶合金:在金属完全凝固以后开始 • 具有一定结晶温度范围的合金:枝晶数量增多,彼此相连
高碳硅含量灰铸铁 产生缩松合金,简化工艺 壁厚均匀薄件 球铁自补缩时 当应力、裂纹、变形成主要矛盾时。 — 复合凝固原则
③ 实现顺序凝固原则或同时凝固原则的工艺措施: — 正确布置浇注系统的引入位置,确定合理的浇注工艺; — 采用冒口; — 采用补贴; — 采用不同蓄热系数的造型材料或冷铁。
2 浇注系统的引入位置及浇注工艺 ① 浇注系统的引入位置 浇注系统的引入位置与铸件纵向温度分布的关系
构成连续的骨架,合金则开始表现为固态的性质,即开始 线收缩。
⑤ 线收缩与状态图的关系
2 铸钢的收缩
① 液态收缩
特点
εV液 =αV液 (T浇 -TL ) ×100%
提高含C量,TL下降,(T浇 – TL)提高,并且收缩系数αV液提
高(每增加1%C, α增V液大20%) ,故钢液收缩率提高。
金属凝固理论 第12章 缩孔与缩松
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二、收缩的三个阶段
1.液态收缩:铸造合金从浇注温度冷却到液相 线温度发生的体收缩称为液态收缩。
2.凝固收缩:金属从液相线温度到固相线温度 间产生的体收缩称为凝固收缩。
3.固态收缩:金属在固相线以下发生的体收缩 称为固态收缩。
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液态收缩和凝固收缩越严重,缩孔越大; 固态收缩越大,缩孔越小。
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五、铸铁的收缩
1、液态收缩
铸铁的液态体收缩系数v液随碳含 量的提高而增大。
根据状态图,随铸铁的碳含量增加, 其液相线温度下降,温差也增大。
所以,当浇注温度一定时, v液随 碳量的增加而增大。
2、凝固收缩
亚共晶白口铸铁的凝固收缩和碳钢 相似,是状态改变和温度降低共同 作用的结果。
3)机械阻力 当铸件由于本身结构具有突出部分或内腔部分有型芯, 在收缩时会受到铸型和型芯的阻力,而不能自由收缩, 这种阻力称为机械阻力。与造型材料的强度和退让性、 铸型和型芯的紧实度、箱档和芯骨的位置、及铸件本 身的厚度和长度有关。
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第十二章 缩孔与缩松
材料成型与控制专业
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主要内容
第一节 收缩 第二节 缩孔与缩松的形成机理 第三节 影响缩孔与缩松的因素及防止措施
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第一节 收缩
一、收缩的基本概念 1、金属收缩现象 金属从液态转变为固态发生的收缩: ① 液态金属冷却,随着温度下降,空穴数量减
碳钢的凝固收缩率如下表所示。
Wc%
v凝%
0.10 0.25 0.35 0.45 0.70 2.0 2.5 3.0 4.3 5.3
包晶钢收缩系数-概述说明以及解释
包晶钢收缩系数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述包晶钢是一种特殊的钢材,通过在钢材表面形成一层具有晶体结构的保护膜,从而提高钢材的硬度和耐磨性。
包晶钢具有很高的工程价值,被广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
在包晶钢的生产和加工过程中,收缩系数是一个重要的参数。
收缩系数是指材料在冷却过程中由于晶格结构重新排列引起的体积收缩程度。
了解包晶钢的收缩系数可以帮助工程师有效地控制材料的形变和尺寸精度,提高制造过程的稳定性和可靠性。
本文将重点介绍包晶钢的特性和收缩系数,探讨其影响因素以及应用领域,为相关领域的研究和应用提供参考和指导。
文章结构部分应该包括对整篇文章的组织和框架的介绍,以确保读者能够清晰地了解文章的内容安排和逻辑顺序。
在包晶钢收缩系数的文章中,文章结构部分可以包括以下内容:"1.2 文章结构"部分的内容:本文将主要分为三个部分:引言、正文和结论。
在引言部分,将介绍包晶钢以及其在工程领域中的重要性,同时引出本文所要讨论的包晶钢收缩系数。
在正文部分,将详细探讨包晶钢的特性和其收缩系数的影响因素,包括结构、成分、工艺等方面。
通过详细分析这些因素,可以更深入地了解包晶钢的收缩特性。
在结论部分,将总结讨论包晶钢收缩系数的影响因素,并分析其在不同应用领域中的实际应用情况。
同时,展望未来研究方向,为深入研究包晶钢收缩系数提供一些建议和方向。
通过这样的结构安排,读者可以清晰地了解整篇文章的主要内容和结构,从而更好地理解包晶钢收缩系数的相关知识。
1.3 目的本文旨在探讨包晶钢的收缩系数及其影响因素。
通过对包晶钢的特性和收缩系数进行详细的分析和讨论,我们可以更好地了解包晶钢在不同应用领域的表现和适用性。
同时,通过总结包晶钢收缩系数的影响因素,我们可以为相关研究和实践提供参考,促进包晶钢材料的发展和应用。
此外,展望未来研究方向也将有助于推动包晶钢在工程领域的进一步应用和发展。
通过本文的研究,我们旨在为包晶钢的应用和研究提供更多有益的信息和参考。
钢材收缩率计算公式
钢材收缩率计算公式
ΔL=α×L×ΔT
其中
ΔL表示钢材尺寸的收缩量
L表示钢材的初始长度
α表示线膨胀系数
ΔT表示温度变化量。
钢材的线膨胀系数α取决于钢材的成分和材质,在常见的钢材中,
一般可假设线膨胀系数为常数。
在计算过程中,一般使用金属学手册或相
关标准查询相关材质的线膨胀系数值。
温度变化量ΔT是指钢材的冷却温度与环境温度之间的温度差。
在计
算收缩率时,应将温度转换为绝对温度,即摄氏温度加上273.15在具体应用中,可以根据实际需要来选择使用的单位,例如可选用毫
米或英寸来表示长度,摄氏度或华氏度来表示温度。
需要注意的是,由于钢材的收缩率受到多种因素的影响,如温度变化
速率、钢材的形状和厚度等,因此上述线性收缩率公式仅为一个近似估算,实际情况可能会有一定差异。
此外,在具体应用中,还需注意钢材的收缩率对于不同的热处理工艺
和钢材形状可能会有不同的数值,因此在进行热处理前应仔细选择合适的
收缩率数值,以确保处理后的钢材符合设计要求。
70钢铸坯表面渣沟缺陷分析与优化
山西冶金SHANXI METALLURGY Total 181No.5,2019DOI:10.16525/14-1167/tf.2019.05.09试(实)验研究总第181期2019年第5期70钢铸坯表面渣沟缺陷分析与优化关文博,王峥,朱嘉,宋明明(山西建邦集团通才工贸有限公司,山西侯马043400)摘要:分析了70钢在连铸过程中出现渣沟的原因,通过对连铸结晶器锥度优化,由原先的1.21%/m 调整为1.07%/m ,并改善结晶器保护渣,降低黏度和熔化温度,提高结晶器保护渣耗量等措施,解决了表面渣沟问题。
关键词:连铸渣沟保护渣结晶器锥度中图分类号:TG115.1文献标识码:A文章编号:1672-1152(2019)05-0021-02收稿日期:2019-09-16第一作者简介:关文博(1991—),男,本科,毕业于北京科技大学,助理工程师,从事钢铁冶金工作。
山西建邦集团通才工贸有限公司钢厂在连铸生产70钢时,连铸钢坯表面出现了严重的渣沟缺陷,甚至出现渣沟漏钢等恶性生产事故。
针对此缺陷,经过分析认为是结晶器保护渣熔化性能不良,摩擦阻力大,润滑不良造成。
通过对结晶器锥度和保护渣性能的优化,解决了渣沟问题,保证了钢坯质量和生产顺行。
1方坯连铸机主要参数山西建邦集团通才工贸有限公司钢厂生产70钢连铸钢坯的铸机主要参数如下:机型:全弧形连铸机;弧形半径:9m ;铸坯断面:150mm 伊150mm ;结晶器长度:90mm ;二冷形式:全水+气雾冷却;电磁搅拌:内置式首端电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌;振动方式:液压振动。
2缺陷位置和形貌70钢连铸坯表面纵向渣沟(见图1)主要分布在铸坯的内孤,有少部分出现在侧弧。
铸坯表面纵向渣沟外观特征表现:1)在连铸钢表面出现多道沟状缺陷。
2)部分缺陷呈现出逐渐变深变宽的趋势。
3)部分发展为出现零星焊点状渗漏的较深沟状缺陷,后焊点状渗漏逐渐密集。
4)深沟前方有明显渣块。
5)大多数表面渣沟缺陷消失;少量铸坯表面缺陷严重时,出现漏钢(见图2)。
钢液凝固的基本原理
钢液凝固的基本原理1 钢液的凝固与结晶众所周知,在不同的温度条件下,物质都具有不同的状态。
钢也一样,在加热到一定的温度时,可从固态转化成液态;钢液冷却到某个温度时,将从液态转化为固态。
钢从液态转化成固态称为凝固;从固态转化成液态叫熔化。
钢水凝固的过程主要是晶体或晶粒的生成和长大的过程,所以也叫做结晶。
1。
1 钢液的结晶条件(钢液凝固的热力学条件)通常把固体转变为液态的下限温度称为熔点;把液态转变为固态的上限温度叫凝固点,又称理论结晶温度。
凝固点即物质在冷却过程中开始凝固的温度,钢液的结晶只有降温到凝固点以下才能发生。
因为钢液的液相温度在冶炼和浇注操作中是一个关键参数,因此,准确知道要生产的钢的液相线温度对整个炼钢过程至关重要。
出于操作安全性和希望得到尽量多的等轴晶凝固组织而采用低过热度浇铸等因素考虑,一般要求浇注温度确定在液相线以上的一个合适的值。
一般根据钢中元素含量可以计算出该钢的液相线温度值。
通常用T S表示钢的凝固点或理论结晶温度.对某一具体的钢种,凝固点通常可用以下公式理论计算出:T S=1536℃-(78C%+7。
6Si%+4。
9Mn%+34P%+30S%+5Cu%+3.1Ni%+2Mo%+2V%+1。
3Cr%+3。
6Al%+18Ti%)℃降温到T S以下某温度T叫过冷,并把T S与T的温度差值△T叫过冷度, 即:△T=T S-T过冷是钢液结晶的必要条件,过冷度的大小决定结晶趋势的大小,即过冷度越大,结晶速度越快;反之,过冷度越小,结晶速度越慢.1.2 晶核的形成(1)自发形核在过冷钢液中,有一些呈规则排列的原子集团,其中尺寸最大的集团,就是晶体产生的胚,称之为晶胚。
晶胚时而长大,时而缩小,但最终必有一些晶胚达到某一规定的临界尺寸以上,它就能够稳定成长而不再缩小了,这就形成晶核。
(2)非自发开核因在钢液的凝固过程中,液相中非自发形核比自发形核所要求的过冷度小得多,只要几度到20℃过冷度就可形核,这是因为钢液中存在悬浮质点和表面不光滑的器壁,均可作为非均质形核的核心。
钢轨热胀冷缩系数
钢轨热胀冷缩系数全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:钢轨热胀冷缩系数是指钢轨在不同温度下产生的线膨胀和线收缩的比率,通常用线膨胀系数α和线收缩系数β来表示。
热胀冷缩系数是钢轨温度发生变化时产生的一种物理现象,对于铁路运输的安全和稳定起着非常重要的作用。
我们先了解一下钢轨的基本知识。
钢轨是铁路运输中承受列车荷载的重要组成部分,它直接承受着列车荷载并传递给铁道路基,承受着列车的水平和垂直载荷。
钢轨主要由钢材制成,具有高强度、耐磨、耐疲劳的特点。
钢轨的线膨胀系数和线收缩系数,是衡量钢轨温度变化影响的重要参数。
在实际运输过程中,气温的变化会对铁路运输造成一定的影响。
当气温升高时,钢轨会因为温度升高而膨胀,这时如果钢轨的膨胀量过大,可能会造成钢轨的变形,甚至引起钢轨的断裂,给列车的行驶安全造成隐患;而当气温下降时,钢轨会因为温度降低而收缩,如果钢轨的收缩量过大,也有可能对列车的行驶安全产生影响。
了解钢轨的热胀冷缩系数是非常重要的。
钢轨的热胀冷缩系数一般是根据钢轨的材质、长度、温度变化范围等因素来确定的。
一般来说,线膨胀系数和线收缩系数的数值都是根据实验测定得到的。
根据实验测定的数据可得知,钢轨的线膨胀系数和线收缩系数大致在10-12×10^-6 ℃^-1左右。
在实际运输中,钢轨的热胀冷缩系数会对列车的行驶安全和钢轨的使用寿命产生影响。
在设计和施工钢轨时,需要考虑到钢轨的热胀冷缩系数,以保证列车的行驶安全和钢轨的使用寿命。
钢轨的热胀冷缩系数是影响钢轨安全和稳定性的重要因素。
只有了解并合理应用钢轨的热胀冷缩系数,才能保证铁路运输的安全、稳定和高效。
希望铁路运输部门和相关单位能够重视钢轨的热胀冷缩系数,确保铁路运输的安全和可靠。
【这篇文章能否满足您的需求呢?】第二篇示例:钢轨是铁路系统中非常重要的部分,它承载着火车的重量并引导车辆在铁路上行驶。
而钢轨的热胀冷缩系数是一个非常重要的参数,它影响着铁路系统的稳定性和安全性。
连铸有关计算
例5 300t钢水,浇注2流断面为250mm ×1500mm 板坯,拉速为1.2m/min,当浇注完200t铸坯时,二流水 口发生堵塞,一流以拉速1.3m/min继续浇注,当钢包 浇注结束后,中包有钢水25t,拉速降至0.8m/min,求
该炉钢水浇注时间?(钢密度为 7.6t / m3 ,钢包、
中包各残留10t残钢)。
12
我们先分析一下这题的解题思路:连铸浇钢分 三个阶段,先求出每个阶段的浇注时间t1、t2、t3,相 加后得到该炉钢水浇注时间。
阶段 钢水吨位/t
流数 拉速 m/min
第一阶段 200 2 1.2
第二阶段 300-200-10-25=65
1 1.3
第三阶段 25-10=15
可以推出
Vc (K凝 /)2 L有效=(20/12)2 0.7 1.94m/ min
万变不离其中,核心是凝固定律
10
2 、拉速与浇注速度的换算
若拉坯速度大于浇注速度,会造成漏钢;而拉坯 速度小于浇注速度,厚D(m),其断 面积为B×D(m)2 ,1米长铸坯体积为B ×D ×1(m)3 ,
所以铸坯长14.37m才能完全凝固
8
1.4 平均拉坯速度的计算 根据安全坯壳厚度,可以推出提高拉速的潜力。
例4 已知铸坯断面150mm×150mm,K凝=20mm / min1/2
, 铸坯出结晶器的下口安全厚度为 12mm ,
结晶器的有效长度为700mm,求拉坯速度?
9
解:结晶器的有效长度 L有效 =700mm=0.7m 根据凝固定律 K凝 t K凝 L/Vc
K凝
L/V c
所以
L ( / K凝)2 •Vc (90 / 26)2 1.2 14.38mm
铸铁件收缩模数法冒口设计
合金的收缩时间、收缩率不同, 铸铁合金的收缩时间、 收缩率是在一定的工艺条件下, 用规定的试样( 一种
特定的铸件) 测定的收缩、补缩特性参数。铸铁件的
补缩持续作用时间与补缩液量与浇注条件、浇冒口设
置位置、铸型冷却特性、铸型硬度等工艺条件及铸件
本身的结构有关, 具有动态特性。
这种动态特性, 按照补缩液源 补缩通道 补
灰铸铁件: P c =
1 e( 0. 5Mc+ 0. 01 qm )
( 4)
Fc =
0. 06
e( 0. 2M + 0. 01q )
c
m
( 5)
球 铁 件: Pc =
1
e( 0. 65M + 0. 01q )
c
m
( 6)
Fc =
0. 08
e( 0. 5M + 0. 01q )
c
m
( 7)
2 收缩模数法补缩设计原理
均衡凝固的补缩设计思想是: 补缩液源能够提供 补缩对象任何一时刻自补缩不足的液量差额和补缩
流动的传输压力; 补缩通道要在补缩对象到达均衡点 之后随即凝固截断通道。
铸造技术 4/ 1998
铸铁件收缩模数法冒口设计
1 铸铁件收缩时间和补缩率动态特性的数学描述
铸铁件的补缩持续作用时间与补缩液量, 与铸铁
f3
Ms
式中 M r Ar Vf Vp
= f 1 f 2 f 3 Mc
( 9)
冒口模数, cm ;
冒口散热表面积, cm2;
补缩液量, cm3;
形成补缩压力的安全液量, cm3;
f 1 补缩液量平衡系数;
f 3 补缩压力系数。
2 4 冒口颈大小的确定 冒口颈作为连接补缩液源 铸件的过渡通道,
连铸工(中级)复习题(板坯连铸)
一、填空题:1、内生夹杂,主要是指出钢时,加铁合金的脱氧产物和浇铸过程中空气中氧的二次氧化物。
2、连铸坯切割有机械切割和火焰切割。
3、钢水中2[Al]+3[FeO]→(Al2O3)+3[Fe]的反应是放热反应。
4、浇注过程中水口堵塞分两种,一是冷钢堵塞,一是夹杂堵塞。
5、钢包保护套管(长水口)的作用是防止钢水飞溅和防止钢水二次氧化。
6、Q195钢种代号中的195是指钢的屈服强度。
7、铸坯菱变属于铸坯形状缺陷。
10、电磁搅拌技术和轻压下技术可以减轻铸坯的中心疏松和中心偏析等内部缺陷。
11、钢水凝固过程的收缩包括液态收缩和固态收缩。
12、结晶器保护渣三层结构包括粉渣层、烧结层、液渣层。
13、连铸机使用的冷却水包括机械闭路水和开路水。
14、连铸生产过程中的三大工艺制度包括温度制度、拉速制度、冷却制度。
15、结晶器的主要振动参数包括振频和振幅。
16、钢按其含碳量不同,可以分为高碳钢、中碳钢、低碳钢。
17、铸坯鼓肚属于铸坯形状缺陷。
18、铸坯中的非金属夹杂按生成方式可以分为内生夹杂和外来夹杂。
19、结晶器保护渣熔化特性包括熔化温度和熔化速度。
20、结晶器保护渣的碱度是指CaO和SiO2的比值。
21、1#板坯铸机机型为全弧形连铸机,两机两流;2#板坯铸机机型为直弧形连铸机,一机一流。
22、铸坯主要表面缺陷有纵裂纹、横裂纹、龟裂、结疤、重皮、夹渣。
23、人工清理时,火焰枪口与板坯预热时角度为40º左右,与板坯清理时角度为25~30º。
24、1#板坯喷印机的喷印周期为130秒。
25、每块铸坯共有11个喷印字符。
26、铸坯摊检一般需要冷却24~36小时。
27、铸坯高温延性温度为900~700℃。
28、铸坯行与行之间应间隔1.5米以上。
29、一般情况下,宽度允许公差为±10mm,厚度允许公差为±5mm。
30、1#板坯设计铸坯宽度为750~1350mm,2#板坯设计铸坯宽度为900~1350mm,厚度均为200mm。
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钢的凝固收缩系数
1、钢凝固收缩过程的三个阶段:液态收缩、凝固收缩和固态收缩
钢的总体收缩为上述三个阶段收缩之和。
它与合金的成分、温度和相变有关。
不同合金收缩率是不同的。
2、影响收缩的因素
(1)化学成分
碳素钢随含碳量增加,凝固收缩增加,而固态收缩略。
灰铸铁中,碳是形成石墨化元素,硅是促进石墨化元素,所以碳硅含量增加,收缩率减小。
硫阻碍石墨的析出,使铸铁的收缩率增大。
适量的锰,可与硫合成MnS,抵硫对石墨的阻碍作用,使收缩率减小。
但含锰量过高,铸铁的收缩率又有增加。
(2)浇注温度
浇注温度愈高,过热度愈大,合金的液态收缩增加。
(3)铸件结构
铸型中的铸件冷却时,因形状和尺寸不同,各部分的冷却速度不同,结果对铸件收缩产生阻碍。
(4)铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力
铸件的实际线收缩率比自由线收缩率小。
因此设计模具时,应根据合金的种类、铸件的形状、尺寸等因素,选取适合的收缩率。
3、钢水凝固过程中的收缩:
钢水由液态转变为固态,随着温度下降,收缩可分为:
(1)液态收缩:由浇注温度降到液相线温度的收缩。
对于低碳钢一般为1%;
(2)凝固收缩:液体完全变为固体的体积收缩。
对于钢一般为3~4%。
体积收缩会在钢锭中留下缩孔。
(3)固态收缩:从固相线温度冷却到室温的收缩。
一般为7~8%。
固态收缩表现为整个钢锭的线收缩,它与钢冷却过程的相变有关。
对钢锭产生裂纹有重要影响。
液体钢密度为7.0g/cm3,固体钢密度为7.8g/cm3,则液体变为固体收缩量为:((7.8-7.0)/7.0)×100%=11.4%,其中液态收缩量约1%,凝固收缩3~6%,固态收缩7~8%。
凝固时3~4%的体积收缩在钢锭中会留下缩孔,采用保护帽使缩孔集中在钢锭头部。
而连铸时钢水不断补充到液相,故连铸坯中无集中缩孔。
而带
液芯的铸坯继续凝固时的线收缩对铸坯质量和生产安全性有重要影响。
因此结晶器应保持一定的倒锥度,二次冷却区支承辊的辊缝从上到下应符合铸坯线收缩的规律。
也就是说带液芯的铸坯在许多对辊子所构成的内外弧包络面空间运行.辊间的开口度应随铸坯冷却过程的线收缩而减小。
如带直立段的立弯式板坯连铸机,在二次冷却区布置有99对辊子,要使辊子开口度从上到下呈连续递减,这在机械结构上是有困难的。
因此,把辊间距开口度设定呈阶梯形收缩。
如厚250mm板坯,结晶器上口窄面厚度为258mm,下口厚为257mm,出结晶器后分成10个阶梯减到第99对辊间距为253mm。
常用合金中,铸钢的收缩率最大,灰铸铁最小。
几种铁碳合金的体积收缩率见表1-1。
常用铸造合金的线收缩率见表1-2。