1Cr17铁素体不锈钢铸轧薄带的组织和织构特征
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Ｒｏｌｌ Ｓｔｒｉｐ
Ｃａｓｔｉｎｇ）将熔化后的金属直接浇注到中间包内，经过一个连通的喷嘴后流入两个旋转的轧 辊所形成的辊缝里凝固后产生２～３ｍｍ厚的薄带。由于液态金属和水冷轧辊间很高的热传
第一作者：刘海涛，博士研究生，辽宁省沈阳市东北大学１０５信箱。
基金项目：教育部“新世纪优秀人才支持计划（ＮＣ翻卜０４一０２７８）”和９７３（２００４ＣＢ６１９１０８）资助项目。
晶末端的生长速率是过冷度的增函数…１，因此．与热传精方向成口角取向的枝晶比那些取 向平行于热传辅方向的枝晶末端具有更大的局部过冷度。在温度梯度一定时．州自取向的枝
晶朱端落在丁那些平行干热传辅方向枝晶末端的后面．而且它们的生长被平行于热传输方向 枝晶的二次枝晶臂的溶质场阻断，这些晶粒最终会被平行于热传输方向的具有＜００１＞纤维 织构特征的拄状晶挤掉和取代博“。。等轴晶与柱状晶混合组织的铸带的织梅舟于两者之问。 ２．３铸带轧制、遘火后的织构特征 图３中（ａ）．＜ｂ）和圈４中（ａ）、（ｂｊ分别示出了具有等轴晶和柱状晶维织的铸带经冷
晶体长大的速度与晶向有关．对于铁索体不锈锕．、００１，晶向为晶体生长的虎先方向ｔ 其敬是ｔ ０１１）晶向．而ｌｉｌＩ）晶向的晶体长大建度撮幔“…。凝固过程中．固／液界面以一・ 定的速度ｔｕ垂直于热传辅方向向液相移动。为了维持静态生长条件．与热传输方向成口角
取向的枝晶要比那些取向平行于热传括方向的枝晶的生长速度大．即。闩ｍ／ｃｏ胡。由于枝
输速率，使得金属液快速凝固，形成的铸带的组织形态与传统连铸、热加工和热处理生产的 薄板有很大差异［１｜。双辊铸轧技术生产铁素体不锈钢，不仅省略了热轧工序，缩短了生产 周期，降低了成本，而且由于初始铸带的织构微弱、组织均匀，经轧制、退火处理后，成品 板可以获得很好的成型性能和良好的抗表面皱折能力［２’３］。 Ｒａａｂｅ在研究中发现，Ｃｒｌ７铁素体不锈钢和Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ奥氏体不锈钢经双辊铸轧工艺 形成的铸带均由三部分组织构成，从表面至中心层依次为粗大的取向大致相同的柱状晶组织 组成的最外层，呈块状且近乎等轴晶组成的过渡层，少量等轴晶组成的中心层。两种钢铸轧 带的织构并不关于中心层对称。而且沿厚度方向各层取向分布几乎任意，织构梯度很小。这 是由于铸辊表面极高的冷却速率引发非均质形核，使得选择生长很弱［４｜。 Ｈｕｎｔｅｒ和Ｆｅｒｒｙ利用倾斜铸造设备（ｄｉｐ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ａｎｄ １７１０℃，ｅｑｕｉａｘｅｄ，ｅｑｕｉａｘｅｄ ａｎｄ ｃｏｌｕｍｎａｒ ｍｉｘｅｄ，ｃｏｌｕｍｎａｒ
ｗｅｒｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＥＢＳＤ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ ｗｉｔｈ ｅｑｕｉａｘｅｄ ｇｒａｉｎｓ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｗｅａｋ ａｎｄ ｒａｎｄｏｍ ｔｅｘｔｕｒｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ ｗｉｔｈ ｃｏｌｕｍｎａｒ ｇｒａｉｎｓ
６００
ＳＥＭ和ＥＤＡＸ ＯＩＭ４０００ ＥＢＳＤ分别对试样的
横截面（ＮｎＴＤ面）、纵截面（ＮＤ－ＲＤ面）进行组织和织构分析。
表ｌ
Ｃ Ｓｉ
ｌＣｒｌ７铁素体不锈钢的化学成分
Ｓ Ｐ Ｃｒ
单位：ｗｔ％
Ｎｉห้องสมุดไป่ตู้
Ｍｎ
≤０．１２
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≤０．８０
≤Ｏ．０３０
≤Ｏ．０３５
１６～１８
≤０．６０
１Ｃｒｌ７铁素体不锈钢铸轧薄带的组织和织构特征ｌ ５２１
５１９
１ Ｏｒｌ ７铁素体不锈钢铸轧薄带的
组织和织构特征
刘海涛，李成刚
，
刘振宇，王国栋
１１０００４）
（东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳
摘要：本文研究了１Ｃｒｌ７铁索体不锈钢在双辊薄带铸轧条件下，不同的浇注温度对铸带组织和 织构的影响规律。在１６００℃、１６４０℃、１７１０℃三个不同的浇注温度下，分别得到了等轴晶铸态 组织、等轴晶与柱状晶混合铸态组织及全柱状晶铸态组织的铸带。利用ＥＢＳＤ技术对铸带进行 了晶粒取向分析。结果表明，等轴晶组织的铸带织构分散，强度很弱，而柱状晶组织的铸带则 表现出显著的（００１＞∥ＮＤ织构特征。不同组织的铸带经轧制和退火处理后，等轴晶组织的铸带 较柱状晶组织的铸带形成更强的有利于成型性的｛１１１｝卜纤维织构。 关键字：１Ｃｒｌ７，铸轧，组织｝织构；ＥＢＳＤ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｅｘｔｕｒｅｓ ｏｆ ｓｔｒｉｐ ｃａｓｔ １Ｃｒｌ ７ ｆｅｒｒｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ
（Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ，１１０００４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｃｈｉｎａ）
ｓｈｏｗｅｄ ｓｔｒｏｎｇ＜００ １＞∥ＮＤ ｔｅｘｔｕｒｅｓ．Ａｆｔｅｒ ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ ｗｉｔｈ ｅｑｕｉａｘｅｄ ｇｒａｉｎｓ ｐｏｓｓｅｓｓｅｄ
ｎａｒ
ａ
ｍｕｃｈ ｓｔｒｏｎｇｅｒ｛１ １ １）卜ｆｉｂｅｒ
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ｔｉｖｅ Ｇｒｏｗｔｈ Ｇｒｏｗｔｈ
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）［７｜，晶粒形核以后，
过冷度越大，其平均长大速率越大。固／液界面前沿温度梯的大小影响晶粒的选择生长进程，
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）。
１粼ｊ｝携 一豳。，ｉ黼 。诵、．：捌
剑剑剑
圈２培带截面的Ｅｏｏｌｊ反槿
觚
鸫
心
——————１五再ｉ函磊丽赢面鬲面磊丽ｉ磊习５船
ｃａｓｔｉｎｇ
ａｐｐａｒａｔｕｓ）模拟得到了与双辊铸轧工
ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ ａｐｐａｒａ—
艺技术相当的组织。他们利用这种熔体／基片接触设备（ｍｅｌｔ／ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｔｕｓ）研究模具、基片形貌、熔体过热度等铸造参数以及合金类型对＜００１）∥ＮＤ纤维织构 的影响，在恒定的熔体过热度（１０～１００Ｋ）条件下成功地铸出厚度为ｌｍｍ左右的ＡＩＳｌ３０４ 和ＡＩＳｌ４０９不锈钢试样。利用ＥＢＳＤ技术对试样的横截面进行分析，发现柱状晶组织从试样 表层贯穿至中心，试样表面为取向近乎任意分布的织构，随着深度的增加，＜００１）∥ＮＤ纤 维织构迅速增强。在铸造过程中，晶粒在结晶器表面形核。而那些＜００１＞取向与热传输方 向相同的核心更易于长成具有＜００１）∥ＮＤ纤维织构特征的柱状晶组织。这与合金类型和 铸造条件无关［５｜。 金属液的浇注温度决定了熔体的过热度，而过热度是影响凝固过程的过冷度、固／液界 面前沿的液相温度梯度的直接因素。过冷度和温度梯度会对晶粒的形核和长大产生影响。本 文的目的即是利用实验室双辊铸轧设备研究浇注温度对１Ｃｒｌ７铁素体不锈钢铸带组织和织构 的影响，以及典型初始铸带组织对最终成品板织构的影响。
１实验过程及方法
１Ｃｒｌ７铁素体不锈钢的化学成分如表１所示。在３０ｋｇ中频感应电炉内熔化至设定浇注 温度（１６００℃、１６４０。Ｃ和１７１０＂Ｃ）后，被浇人中间包内，流经喷嘴后在两旋转的轧辊间形 成熔池，最后从辊缝拉出大约２ｍｍ厚的铸带，空冷至室温。实验中，熔池的侧封板、中间 包、喷嘴要提前预热至１１００℃，中频感应炉、中间包内要通入氩气进行保护。所用轧辊为 水冷钢棍，辊身长度２５２ｍｍ。 铸带的后处理工艺依次为：退火（８６０℃保温３ｈ）、酸洗（酸洗液成分为１ＬＨ２０＋
罩震摩匿露一名７。。ＪＯ
圈匿圜匿舀 厂。。召ｒｏ习ｒｊ—司Ｆ毛习『：疆司 邕邕幽笪斟 阂阂图圜
ｆｃＪ纵越目的ＯＤＦ目
圈３等轴品钵带轧蹦退出后试样蕺酬岫晶体取向圜与ＯＤＦ嘲
５甜后面赢丽西■磊霸磊二ｉ孬————————————一
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｏｕｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
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２结果与讨论
２．１铸带组织特征 在不同的浇注温度条件下，获得了不同类型的铸带组织。如图１所示，当浇注温度为 １６００℃时，铸带从表层至中心全部由等轴晶组成，晶粒平均尺寸约为２０４ｔｔｍ。当浇注温度 为１６４０℃时，铸带由表层的柱状晶区和中心的等轴晶区组成，晶粒平均尺寸约为２２１ｔｉｍ。 当浇注温度在１７１０℃时，铸带几乎完全由两层柱状晶组成，柱状晶从表面向中部生长直至 会合，晶粒平均尺寸３ｌＯｔｔｍ。 在凝固过程中，过冷度是影响形核率的关键因素之一，过冷度越大，形核率越大［６｜。 采用双辊薄带铸轧技术生产铸带具有很高的凝固速率，在铸辊表面容易引发非均质形核。在 铸辊相同的冷却条件下，过冷度的大小由熔体的过热度即由浇注温度决定。浇注温度 １６００℃时较１７１０℃时具有更大的过冷度和更大的形核率。图１中等轴晶铸带（ａ）、（ｂ）与 柱状晶铸带（ｅ）、（ｆ）表面晶粒分布密度的不同证实了这一点，前者与后者相比表面晶粒较 小，分布密度较大。浇注温度在１６４０℃时，铸带表面的晶粒分布密度则介于等轴晶铸带与 柱状晶铸带之间。 熔体在铸辊表面形核以后，最终会形成等轴晶还是柱状晶，这取决于这些核心之后的生 长状况。凝固组织生长主要受两个因素制约，一个是液相的过冷度，另一个是固／液界面前 沿液相的温度梯度。根据垂直长大机制（Ｎｏｒｍａｌ 温度梯度较大时会导致凝固时形成柱状晶组织。 当浇注温度在１６００℃时，熔体过冷度大，晶粒生长较快，铸带表面出现一层细小的等 轴晶激冷层。但是，随着固／液界面向中部移动，因铁素体不锈钢热传导系数较高，固／液界 面前沿的温度梯度因传热较快而变小，整个液相区的温度趋于均匀，使液相内部同时形核而 凝固，导致整个铸带呈现出完全等轴晶组织。由于铸带中心液相的过冷度比表面小，而且冷 却也比表面慢，形成的晶核数目减少，所以，在中心形成了比表面更加粗大的等轴晶，这与 模铸时铸锭形成中部等轴晶区的原理相同［８Ｉ。 当浇注温度在１６４０℃时，在柱状晶生长的后期，固／液界面前沿的温度梯度不够大，出 现了成分过冷，柱状晶末端产生颈缩，熔断脱离后形成了等轴晶。 当浇注温度在１７１０＂Ｃ时，固／液界面前沿的温度梯度增大，成为影响成分过冷的主要因 素。如果固相前沿液相中的温度梯度大到和液相的平衡凝固温度线相切时，液相中就不会出 现成分过冷［９］。正是足够高的温度梯度，避免了在固／液界面前沿出现成分过冷或外来核 心，限制了晶粒的横向生长，导致形成了发达的柱状晶组织。双辊铸轧过程中，热量是从熔 体内部沿垂直于接触的水冷铸辊表面的方向传输，与定向凝固过程中的热量传输很相似。定 向凝固过程中，通过采用高的浇注温度，在铸型顶部和侧面安置加热体以及在铸型底部用水 和气强烈冷却，以提高固液界面前沿的温度梯度来产生发达的柱状晶组织。 ２．２铸带织构特征 从图２可以看出，等轴晶铸带的织构强度较弱且呈随机分散状态，与较低的浇注温度条 件下熔体迅速凝固，使得凝固组织形核率很高而晶粒的择优取向生长却受到限制有关。柱状 晶铸带则表现出显著的＜００１＞∥ＮＤ纤维织构特征，这归因于柱状晶的选择生长机制（Ｓｅｌｅｃ－
ｇｒａｉｎｓ，ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：１Ｃｒｌ７；ｔｗｉｎ ｒｏｌｌ ｃａｓｔｉｎｇ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｅｘｔｕｒｅ；ＥＢＳＤ
引
言
铁素体不锈钢薄板大量应用于电器、装饰、厨具等领域，典型生产工艺流程是板坯连
铸、热轧、热带退火、酸洗，随后冷轧、连续退火、酸洗、平整。传统工艺流程生产的薄板 成型性能不理想，在深加工过程中容易产生表面皱折缺陷。双辊薄带铸轧（Ｔｗｉｎ
１２０ｍＬ ＨＮ０３＋３０ｍＬ
ＨＦ）、８０％压下量冷轧、再结晶退火（８６０℃保温３ｍｉｎ）。从铸带及
后处理过的成品带上截取试样。试样先在１０００＃砂纸上机械磨平，然后进行电解抛光以去掉 变形层。电解液成分为５０ｍＬ ＨＣｌ０４＋７５０ｍＬ ＣｚＨ５０Ｈ＋１４０ｍＬ ＨｚＯ，电解电压为２０Ｖ， 电流为０．１～Ｏ．３Ａ。最后使用ＦＥＩ Ｑｕａｎｔａ
Ｃａｓｔｉｎｇ）将熔化后的金属直接浇注到中间包内，经过一个连通的喷嘴后流入两个旋转的轧 辊所形成的辊缝里凝固后产生２～３ｍｍ厚的薄带。由于液态金属和水冷轧辊间很高的热传
第一作者：刘海涛，博士研究生，辽宁省沈阳市东北大学１０５信箱。
基金项目：教育部“新世纪优秀人才支持计划（ＮＣ翻卜０４一０２７８）”和９７３（２００４ＣＢ６１９１０８）资助项目。
晶末端的生长速率是过冷度的增函数…１，因此．与热传精方向成口角取向的枝晶比那些取 向平行于热传辅方向的枝晶末端具有更大的局部过冷度。在温度梯度一定时．州自取向的枝
晶朱端落在丁那些平行干热传辅方向枝晶末端的后面．而且它们的生长被平行于热传输方向 枝晶的二次枝晶臂的溶质场阻断，这些晶粒最终会被平行于热传输方向的具有＜００１＞纤维 织构特征的拄状晶挤掉和取代博“。。等轴晶与柱状晶混合组织的铸带的织梅舟于两者之问。 ２．３铸带轧制、遘火后的织构特征 图３中（ａ）．＜ｂ）和圈４中（ａ）、（ｂｊ分别示出了具有等轴晶和柱状晶维织的铸带经冷
晶体长大的速度与晶向有关．对于铁索体不锈锕．、００１，晶向为晶体生长的虎先方向ｔ 其敬是ｔ ０１１）晶向．而ｌｉｌＩ）晶向的晶体长大建度撮幔“…。凝固过程中．固／液界面以一・ 定的速度ｔｕ垂直于热传辅方向向液相移动。为了维持静态生长条件．与热传输方向成口角
取向的枝晶要比那些取向平行于热传括方向的枝晶的生长速度大．即。闩ｍ／ｃｏ胡。由于枝
输速率，使得金属液快速凝固，形成的铸带的组织形态与传统连铸、热加工和热处理生产的 薄板有很大差异［１｜。双辊铸轧技术生产铁素体不锈钢，不仅省略了热轧工序，缩短了生产 周期，降低了成本，而且由于初始铸带的织构微弱、组织均匀，经轧制、退火处理后，成品 板可以获得很好的成型性能和良好的抗表面皱折能力［２’３］。 Ｒａａｂｅ在研究中发现，Ｃｒｌ７铁素体不锈钢和Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ奥氏体不锈钢经双辊铸轧工艺 形成的铸带均由三部分组织构成，从表面至中心层依次为粗大的取向大致相同的柱状晶组织 组成的最外层，呈块状且近乎等轴晶组成的过渡层，少量等轴晶组成的中心层。两种钢铸轧 带的织构并不关于中心层对称。而且沿厚度方向各层取向分布几乎任意，织构梯度很小。这 是由于铸辊表面极高的冷却速率引发非均质形核，使得选择生长很弱［４｜。 Ｈｕｎｔｅｒ和Ｆｅｒｒｙ利用倾斜铸造设备（ｄｉｐ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ａｎｄ １７１０℃，ｅｑｕｉａｘｅｄ，ｅｑｕｉａｘｅｄ ａｎｄ ｃｏｌｕｍｎａｒ ｍｉｘｅｄ，ｃｏｌｕｍｎａｒ
ｗｅｒｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＥＢＳＤ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ ｗｉｔｈ ｅｑｕｉａｘｅｄ ｇｒａｉｎｓ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｗｅａｋ ａｎｄ ｒａｎｄｏｍ ｔｅｘｔｕｒｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ ｗｉｔｈ ｃｏｌｕｍｎａｒ ｇｒａｉｎｓ
６００
ＳＥＭ和ＥＤＡＸ ＯＩＭ４０００ ＥＢＳＤ分别对试样的
横截面（ＮｎＴＤ面）、纵截面（ＮＤ－ＲＤ面）进行组织和织构分析。
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１ Ｏｒｌ ７铁素体不锈钢铸轧薄带的
组织和织构特征
刘海涛，李成刚
，
刘振宇，王国栋
１１０００４）
（东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳
摘要：本文研究了１Ｃｒｌ７铁索体不锈钢在双辊薄带铸轧条件下，不同的浇注温度对铸带组织和 织构的影响规律。在１６００℃、１６４０℃、１７１０℃三个不同的浇注温度下，分别得到了等轴晶铸态 组织、等轴晶与柱状晶混合铸态组织及全柱状晶铸态组织的铸带。利用ＥＢＳＤ技术对铸带进行 了晶粒取向分析。结果表明，等轴晶组织的铸带织构分散，强度很弱，而柱状晶组织的铸带则 表现出显著的（００１＞∥ＮＤ织构特征。不同组织的铸带经轧制和退火处理后，等轴晶组织的铸带 较柱状晶组织的铸带形成更强的有利于成型性的｛１１１｝卜纤维织构。 关键字：１Ｃｒｌ７，铸轧，组织｝织构；ＥＢＳＤ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｅｘｔｕｒｅｓ ｏｆ ｓｔｒｉｐ ｃａｓｔ １Ｃｒｌ ７ ｆｅｒｒｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ
（Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ，１１０００４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｃｈｉｎａ）
ｓｈｏｗｅｄ ｓｔｒｏｎｇ＜００ １＞∥ＮＤ ｔｅｘｔｕｒｅｓ．Ａｆｔｅｒ ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ ｗｉｔｈ ｅｑｕｉａｘｅｄ ｇｒａｉｎｓ ｐｏｓｓｅｓｓｅｄ
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ｔｉｖｅ Ｇｒｏｗｔｈ Ｇｒｏｗｔｈ
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）［７｜，晶粒形核以后，
过冷度越大，其平均长大速率越大。固／液界面前沿温度梯的大小影响晶粒的选择生长进程，
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）。
１粼ｊ｝携 一豳。，ｉ黼 。诵、．：捌
剑剑剑
圈２培带截面的Ｅｏｏｌｊ反槿
觚
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——————１五再ｉ函磊丽赢面鬲面磊丽ｉ磊习５船
ｃａｓｔｉｎｇ
ａｐｐａｒａｔｕｓ）模拟得到了与双辊铸轧工
ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ ａｐｐａｒａ—
艺技术相当的组织。他们利用这种熔体／基片接触设备（ｍｅｌｔ／ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｔｕｓ）研究模具、基片形貌、熔体过热度等铸造参数以及合金类型对＜００１）∥ＮＤ纤维织构 的影响，在恒定的熔体过热度（１０～１００Ｋ）条件下成功地铸出厚度为ｌｍｍ左右的ＡＩＳｌ３０４ 和ＡＩＳｌ４０９不锈钢试样。利用ＥＢＳＤ技术对试样的横截面进行分析，发现柱状晶组织从试样 表层贯穿至中心，试样表面为取向近乎任意分布的织构，随着深度的增加，＜００１）∥ＮＤ纤 维织构迅速增强。在铸造过程中，晶粒在结晶器表面形核。而那些＜００１＞取向与热传输方 向相同的核心更易于长成具有＜００１）∥ＮＤ纤维织构特征的柱状晶组织。这与合金类型和 铸造条件无关［５｜。 金属液的浇注温度决定了熔体的过热度，而过热度是影响凝固过程的过冷度、固／液界 面前沿的液相温度梯度的直接因素。过冷度和温度梯度会对晶粒的形核和长大产生影响。本 文的目的即是利用实验室双辊铸轧设备研究浇注温度对１Ｃｒｌ７铁素体不锈钢铸带组织和织构 的影响，以及典型初始铸带组织对最终成品板织构的影响。
１实验过程及方法
１Ｃｒｌ７铁素体不锈钢的化学成分如表１所示。在３０ｋｇ中频感应电炉内熔化至设定浇注 温度（１６００℃、１６４０。Ｃ和１７１０＂Ｃ）后，被浇人中间包内，流经喷嘴后在两旋转的轧辊间形 成熔池，最后从辊缝拉出大约２ｍｍ厚的铸带，空冷至室温。实验中，熔池的侧封板、中间 包、喷嘴要提前预热至１１００℃，中频感应炉、中间包内要通入氩气进行保护。所用轧辊为 水冷钢棍，辊身长度２５２ｍｍ。 铸带的后处理工艺依次为：退火（８６０℃保温３ｈ）、酸洗（酸洗液成分为１ＬＨ２０＋
罩震摩匿露一名７。。ＪＯ
圈匿圜匿舀 厂。。召ｒｏ习ｒｊ—司Ｆ毛习『：疆司 邕邕幽笪斟 阂阂图圜
ｆｃＪ纵越目的ＯＤＦ目
圈３等轴品钵带轧蹦退出后试样蕺酬岫晶体取向圜与ＯＤＦ嘲
５甜后面赢丽西■磊霸磊二ｉ孬————————————一
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｏｕｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｔｕｒｅｓ
ｏｎ
ｔｈｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ａｎｄ
ｔｅｘ—
ｏｆ １Ｃｒｌ７ ｃａｓｔｉｎｇ ｓｔｒｉｐ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｆ １６００℃，１６４０℃，
２结果与讨论
２．１铸带组织特征 在不同的浇注温度条件下，获得了不同类型的铸带组织。如图１所示，当浇注温度为 １６００℃时，铸带从表层至中心全部由等轴晶组成，晶粒平均尺寸约为２０４ｔｔｍ。当浇注温度 为１６４０℃时，铸带由表层的柱状晶区和中心的等轴晶区组成，晶粒平均尺寸约为２２１ｔｉｍ。 当浇注温度在１７１０℃时，铸带几乎完全由两层柱状晶组成，柱状晶从表面向中部生长直至 会合，晶粒平均尺寸３ｌＯｔｔｍ。 在凝固过程中，过冷度是影响形核率的关键因素之一，过冷度越大，形核率越大［６｜。 采用双辊薄带铸轧技术生产铸带具有很高的凝固速率，在铸辊表面容易引发非均质形核。在 铸辊相同的冷却条件下，过冷度的大小由熔体的过热度即由浇注温度决定。浇注温度 １６００℃时较１７１０℃时具有更大的过冷度和更大的形核率。图１中等轴晶铸带（ａ）、（ｂ）与 柱状晶铸带（ｅ）、（ｆ）表面晶粒分布密度的不同证实了这一点，前者与后者相比表面晶粒较 小，分布密度较大。浇注温度在１６４０℃时，铸带表面的晶粒分布密度则介于等轴晶铸带与 柱状晶铸带之间。 熔体在铸辊表面形核以后，最终会形成等轴晶还是柱状晶，这取决于这些核心之后的生 长状况。凝固组织生长主要受两个因素制约，一个是液相的过冷度，另一个是固／液界面前 沿液相的温度梯度。根据垂直长大机制（Ｎｏｒｍａｌ 温度梯度较大时会导致凝固时形成柱状晶组织。 当浇注温度在１６００℃时，熔体过冷度大，晶粒生长较快，铸带表面出现一层细小的等 轴晶激冷层。但是，随着固／液界面向中部移动，因铁素体不锈钢热传导系数较高，固／液界 面前沿的温度梯度因传热较快而变小，整个液相区的温度趋于均匀，使液相内部同时形核而 凝固，导致整个铸带呈现出完全等轴晶组织。由于铸带中心液相的过冷度比表面小，而且冷 却也比表面慢，形成的晶核数目减少，所以，在中心形成了比表面更加粗大的等轴晶，这与 模铸时铸锭形成中部等轴晶区的原理相同［８Ｉ。 当浇注温度在１６４０℃时，在柱状晶生长的后期，固／液界面前沿的温度梯度不够大，出 现了成分过冷，柱状晶末端产生颈缩，熔断脱离后形成了等轴晶。 当浇注温度在１７１０＂Ｃ时，固／液界面前沿的温度梯度增大，成为影响成分过冷的主要因 素。如果固相前沿液相中的温度梯度大到和液相的平衡凝固温度线相切时，液相中就不会出 现成分过冷［９］。正是足够高的温度梯度，避免了在固／液界面前沿出现成分过冷或外来核 心，限制了晶粒的横向生长，导致形成了发达的柱状晶组织。双辊铸轧过程中，热量是从熔 体内部沿垂直于接触的水冷铸辊表面的方向传输，与定向凝固过程中的热量传输很相似。定 向凝固过程中，通过采用高的浇注温度，在铸型顶部和侧面安置加热体以及在铸型底部用水 和气强烈冷却，以提高固液界面前沿的温度梯度来产生发达的柱状晶组织。 ２．２铸带织构特征 从图２可以看出，等轴晶铸带的织构强度较弱且呈随机分散状态，与较低的浇注温度条 件下熔体迅速凝固，使得凝固组织形核率很高而晶粒的择优取向生长却受到限制有关。柱状 晶铸带则表现出显著的＜００１＞∥ＮＤ纤维织构特征，这归因于柱状晶的选择生长机制（Ｓｅｌｅｃ－
ｇｒａｉｎｓ，ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：１Ｃｒｌ７；ｔｗｉｎ ｒｏｌｌ ｃａｓｔｉｎｇ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｅｘｔｕｒｅ；ＥＢＳＤ
引
言
铁素体不锈钢薄板大量应用于电器、装饰、厨具等领域，典型生产工艺流程是板坯连
铸、热轧、热带退火、酸洗，随后冷轧、连续退火、酸洗、平整。传统工艺流程生产的薄板 成型性能不理想，在深加工过程中容易产生表面皱折缺陷。双辊薄带铸轧（Ｔｗｉｎ
１２０ｍＬ ＨＮ０３＋３０ｍＬ
ＨＦ）、８０％压下量冷轧、再结晶退火（８６０℃保温３ｍｉｎ）。从铸带及
后处理过的成品带上截取试样。试样先在１０００＃砂纸上机械磨平，然后进行电解抛光以去掉 变形层。电解液成分为５０ｍＬ ＨＣｌ０４＋７５０ｍＬ ＣｚＨ５０Ｈ＋１４０ｍＬ ＨｚＯ，电解电压为２０Ｖ， 电流为０．１～Ｏ．３Ａ。最后使用ＦＥＩ Ｑｕａｎｔａ