用金属原位分析仪研究42CrMo钢连铸坯的偏析

用金属原位分析仪研究42CrMo钢连铸坯的偏析

李荣祥，范建通

(河北钢铁集团石钢公司，河北石家庄050031)

摘要：利用金属原位分析仪对300mm×360mm42CrMo钢连铸坯中碳、硫、锰、铬、硅等元素偏析进行了研究，结果表明，硫、碳属于易偏析元素，偏析主要出现在连铸坯边长1/4处及中心部位，铬几乎无偏析。该方法具有定量准确性、结果直观性的优点，是连铸工艺改进和铸坯质量监控有效的检测工具。

关键词：金属原位分析；连铸坯；偏析

1 前言

偏析是现代连铸工艺无法回避的质量问题，传统的偏析检测方法是定点钻孔取样。由于采样点不连续，且分析结果为取样范围内元素的平均含量，所以造成分析结果波动大，准确性和重现性均不太理想。金属原位分析仪是金属材料研究及质量判据的一项新技术，克服了传统检测方法的不足。通过对无预燃、连续扫描激发的火花放电所产生的光谱信号进行高速的数据采集和解析，实现对材料较大尺度范围内原始状态的化学成分和结构分析，分析结果定量、直观、准确。

2 取样方法及试样处理

取42CrMo钢300mm×360mm矩形连铸坯为检测对象，受扫描面积限制并兼顾连铸坯中心及内外弧检测的原则，取样位置如图1所示。

先用带锯均匀切割成80mm×100mm内弧、外弧、中心三部分，再用车床各加工出一个平面，然后用细砂纸磨出新平面，长度方向连续扫描，宽度方向步进方式。分别对3块试样扫描检测后，再拼接成整体偏析形貌，本文重点分析了碳、锰、硫、铬、硅元素的偏析情况。

3 结果与讨论

3．1 疏松度及致密度

图2、图3为疏松二维及三维图，由边部至中心疏松愈加明显，边部指标远优于中心部指标；统计疏松度由边部的0．0338～0．0715上升为0．149，总体致密度指标均达到0．93以上。

3．2 碳偏析指标

表1为碳偏析统计数据，图4、图5分别为碳偏析二维图及碳浓度统计分布。由此可以看出，内外弧激冷层里侧为负偏析，接近铸坯边长1/4处为正偏析，中心点为正偏析，低倍显示为轻微缩孔，中心点周围为负偏析，此结果与常规红外碳硫检测规律一致。碳统计偏析度0．13～0．17，均匀度0．4～0．7，且内弧指标比外弧指标差。

3．3 锰偏析指标

表2为锰偏析统计数据，图6、图7分别为锰偏析二维图及锰浓度统计分布。由此可以看出，锰的偏析规律与碳大致相同，其内弧指标也比外弧差。统计偏析度较小，为0．09～0．15，统计均匀度0．43～0．50。

3．4 硫偏析指标

表3为硫偏析统计数据，图8、图9分别为硫偏析二维图及硫浓度统计分布。由此可以看出，硫偏析规律明显，边部为负偏析，边长1/4位置为正偏析，中心部整体偏析度较大，属于强偏析元素，最大偏析度5．65，统计偏析度1．16。

3．5 铬偏析指标

表5为铬偏析统计数据，图10、图11分别为铬偏析二维图及铬浓度统计分布。其中，铬属弱偏析元素，整个断面几乎无偏析，统计均匀度接近1．0。

3．6 硅偏析指标

表5为硅偏析统计数据，图12、图13分别为硅偏析二维图及硅浓度统计分布。由此可以看出，硅偏析状况与锰大致相似，统计偏析度0．09～0．15，统计均匀度0．53～0．70，内弧偏析比外弧差。

4 结语

原位分析方法对铸坯成分分布和缩孔、疏松等缺陷分析具有连续、定量和直观的优点，能够在较短的时间内、在较大的范围内对铸坯的质量进行全面而准确的分析，对铸坯质量监

控和工艺改进具有指导意义。

大方坯轴承钢中心偏析的成因及预防措施

大方坯轴承钢中心偏析的成因及预防措施 某钢特钢厂轴承钢生产流程为：50tUHPEAF(铁水热装比大于 50%)+50tLF+60tVD真空脱气+3机3流大方坯全弧形合金钢连铸机+铸坯入坑缓冷、部分连铸坯直接热送轧制成材。连铸机弧形半径为R11m/16m/32m，3点矫直，铸坯断面为180mm×220mm、260mm×300mm，采用全封闭无氧化保护浇注，结晶器液面自动控制，专用轴承钢结晶器保护渣保护浇注，二冷气雾冷却动态配水，结晶器+末端(M+F2EMS)复合式电磁搅拌，连铸坯重接部分切除、头尾坯优化等技术。连铸工艺生产轴承钢，铸坯表面质量良好，通过LF+VD真空处理和严格的无氧化保护浇注，钢中氧含量降低，平均氧的质量分数达到10×10-6以下，钢材热顶锻一次检验合格率达到100%。轴承钢生产中，中心碳偏析是其主要低倍缺陷。 中心偏析受钢水过热度、拉速、电磁搅拌、二冷区温度和连铸机的设备状况等因素影响。 连铸钢水的过热度对高碳铬轴承钢铸坯的质量有重要影响。因为高碳铬轴承钢固液两相区温度达到131℃，故中等过热度的钢液也有其柱状晶强烈增大趋势，在凝固后期由于连铸坯断面中心柱状树枝晶的搭桥而形成小钢锭的凝固结晶现象，铸坯产生中心偏析。过热度越低，中心偏析的评级越低。钢水中元素的偏析是随着凝固前沿的推移而逐渐产生的，影响偏析程度的主要因素为中间包钢水过热度和由过热度而决定的凝固前沿的温度梯度。在较高的温度梯度下，固液相线温差越大，使开始结晶和发生了结晶的固相成分差别愈大，体积收缩比也越大，偏析也愈严重。对轴承钢的低倍组织检验发现，在过热度较高的炉次产生中心增碳现象，该缺陷在钢材热酸蚀后的中心部位出现明显的黑色斑点。由于中间包钢水过热度的控制存在明显差异，导致连铸坯中心碳偏析存在较大差别。 拉速与连铸坯中心偏析评级有关。一般来讲，连铸坯的等轴晶区面积越大，中心偏析评级越低。降低拉速对铸坯质量有利，尤其是大方坯轴承钢，当铸坯在离开结晶器时，坯壳有足够的厚度以承受内部钢水的静压力，否则易产生鼓肚、致使枝晶间富集溶质的钢液向液相穴移动形成中心偏析。当断面和钢种一定时，

连铸坯中心偏析的研究_孙群

1， 2 热能工程

。过热度高，铸坯凝固前沿温度梯度大，保持定向传热的时间长，有利于柱状晶的生长，并可抑制等轴晶粒的形成。柱状晶发达会加重凝固过程的显微（枝晶）偏析，可导致尚未凝固的钢液杂质组元含量增加，加重中心偏析。 图1过热度对B类以上中心偏析比率的影响 如图1和图2所示，对铸坯硫印数据库进行统计，拉速为1.0m/min，铸坯尺寸为1450mm×230mm，相同冷却条件下，铸坯样本容量为99个，其中A类偏析2个，B类偏析76个，C类21个，所占比例依次为：2.0%，76.8%，21.2%，比较重的A类B类偏析共占78.8%。样本中的合格样品（B类0.5级以下）79个，合格率为79.8%。 图2钢水过热度对中心偏析合格率的影响 结果表明，随钢水过热度的增加，铸坯中心偏析程度增加。在所采用的浇铸条件下，当钢水过热度超过24℃后，铸坯中心偏析合格率急剧下降。 2.2拉速 拉速对铸坯中心偏析有重要影响，这是因为当拉速增加时，减少了钢水在结晶器内的停留时间，导致转移钢液过热量所需的时间增加，推迟了中心等轴晶的生产，有利柱状晶发展和轴向偏析。拉速增加，液相穴深度增大，更易形成凝固桥，造成中心偏析。 如图3所示，本研究统计了B类以上中心偏析出现的比率随拉速变化的规律。对硫印数据库整体进行统计，样本容量为318个，中心偏析A类3个，B类232个，C类83个，所占比例分别为0.9%，73.0%，26.1%。B类以上占73.9%。 图3拉速对B类以上中心偏析比率的影响 2.3辊道开口度 “鼓肚”理论认为，中心偏析的产生是由于铸坯在连铸过程中，凝固壳鼓肚或凝固收缩引起富集溶质残余液体流动，而使局部溶质聚集的结果。鼓肚与辊间距、辊子刚性、对中精度等有密切关系。鼓肚量与辊间距的4次方成正比，间距越大越容易鼓肚。另外，为减轻鼓肚，辊子要保持良好的刚性，防止变形，而且对中要好，要保持较高精度。缩小辊间距，特别是调整辊列系统的对中精度和保持夹辊的刚性,，对减轻鼓肚都十分有利。可见，辊子的开口度和对弧精度对中心偏析有很大影响。 经过计算，拉速为1m的铸坯的凝固终点在11～12段之间，约距结晶器弯月面21.9m。 2003年5月29日第11、12段的辊道开口度偏差值最小1.6mm，最大3.2mm。取数据库中前后７天的数据共12组进行分析，有11组合格，合格率为91.67%。2003年9月2日第11、12段的开口度偏差最小值1.6mm，最大值3.7mm。取数据库中前后7天的数据共20组进行分析，15组合格，合格率为75.00%。若取该日附近8组检验，5组合格，合格率为62.50%。分析可知，在凝固末端，辊道开口度控制精度偏差增大对中心偏析的改善不利，如图4所示。 图42003年9月2日辊道开口度变化 热能工程

连铸坯质量控制零缺陷战略_蔡开科

2011年9月 连 铸 增刊 288 连铸坯质量控制零缺陷战略 蔡开科1， 孙彦辉1， 韩传基2 (1. 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083； 2. 中冶连铸北京冶金技术研究院，北京 100081) 摘 要：为满足用户对产品质量越来越严格要求，生产价格便宜高质量产品是人们追求目标。而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。本文系统地分析了在连铸过程中铸坯的表面缺陷、内部缺陷以及铸坯夹杂物产生的原因，提出了防止铸坯缺陷产生应采取的措施，进一步提高铸坯质量。 关键词：连铸坯；质量控制 The “Zero Defect” Philosophy of Controlling Strand Quality for Steel Continuous Casting CAI Kai-ke 1, SUN Yan-hui 1, HAN Chuan-ji 2 (1. School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing ，Beijing100083， China ；2. Zhongye Research Institute Beijing ，Beijing100081，China) Abstract:With growing demands of steel quality, steel users expects as defect-free a product as possible to permit safe and reliable service, and more economic advantage. It is implicitly expected that all quality of rolling steel product such as bar, wire (rod), hot and cold strip can with a high probability be associated with the defects of strand during continuous casting. This paper briefly summarizes the formation of surface and interior defects and non-metallic inclusions of strand during continuous casting process of steel. The main technological measures to reach the aim of “Zero defect ” for casting strand are examined as well. Key words: continuous casting strand; quality controlling 为满足用户对产品质量越来越严格要求，生产 价格便宜高质量产品是人们追求目标。而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。连铸坯缺陷的存在是决定于生产流程原料、工艺、设备、控制、管理、检验等。所谓产品缺陷原则上可分为： 1) 可见的缺陷，在轧制板、管、带材上有可见或可探测到缺陷，如裂纹、夹杂、起皮等直接会影响成材率和成本； 2) 检验标准所容许的残存缺陷，在制造过程中不可能完全消除，把残存在钢中的缺陷危害性减到最小； 3) 隐藏的不可避免且不易检测的缺陷，如钢中夹杂物是不可能完全消除的，是影响产品质量的潜在危险。 对于第1）种缺陷应尽量避免，对第2）、3）种缺陷应力求保持在允许的检验标准以内。 钢铁生产流程中实行生产零缺陷产品，这是一 个系统工程，它决定于钢的制造、初炼、精炼、钢 的凝固铸造（连铸）和钢的热加工（轧制）。从炼钢生产流程来看，生产零缺陷连铸坯，不仅为轧钢提供轧制高品质的成品（板、棒、管……），而且实现炼钢生产流程连续化和热装、热送和直接轧制的前提条件。 本文简要评述连铸坯缺陷形成及其防止措施。 1 连铸坯质量概论 炼钢-精炼-连铸工艺流程生产的连铸坯（方坯、板坯、圆坯、异形坯等）作为半成品供给轧钢，轧制成不同规格板材和长材产品以满足国民经济各部门的需求。 只有提供高质量的连铸坯，才能轧制出高品质的产品。所谓高质量的连铸坯包含以下几个方面： 1) 铸坯的洁净度：主要是钢中夹杂物类型、 DOI:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.2011.s1.034

连铸坯的宏观偏析及控制

连铸坯的中心偏析及控制 摘要:对连铸坯的中心偏析进行研究分析,并且分析影响中心偏析的因素,主要有过热度和鼓肚等因素,从而采用一些措施来降低中心偏析,主要有稳定和降低过热度,控制钢液中碳磷硫的含量,二次冷却工艺,稳定拉速,采用电磁搅拌等措施. 关键字:连铸坯, 过冷度, 中心偏析, 鼓肚成因 1 连铸坯的偏析 铸坯凝固过程中, 表层因激冷生成细小枝晶（激冷层）, 随着表层凝固厚度增加, 铸坯内部向外传热能力降低, 铸坯开始呈现定向凝固, 形成由外向内的长条状树枝晶(柱状晶)。由于选分结晶的原因, 溶质元素向熔池(液相区)积聚, 当柱状晶增长而生成搭桥现象时, 富集溶质元素的钢液被封闭而不能与其它液体交换, 在该处形成C S等元素的正偏析同时, 上部钢液不能补充此处的凝固收缩, 从而伴随有残余缩孔。图1为铸坯凝固过程此形成中心偏析的示意。 图1铸坯凝固形成宏观偏析示意 2 连铸坯的中心偏析形成的机理 1）钢锭中心凝固理论 该理论认为当浇注钢液碳含量超过0.45%(质量分数) 时，即使是中等过热

度的钢液也有柱状晶强烈增长的趋势，在凝固后期由于铸坯断面中心柱状晶的搭桥，当桥下面的钢液继续凝固时，得不到上部钢液的补充，下部区域就形成缩孔、疏松及中心偏析。 2）溶质元素析出与富集理论 该理论认为铸坯从表壳到中心结晶过程中由于钢中一些溶质元素( 如碳、锰、硼、硫或磷) 在固液边界上溶解并平衡移动，从柱状晶析出的溶质元素扩散到尚未凝固的中心，即产生铸坯的中心偏析。 3 影响中心偏析的因素 1）钢水的过热度 过热度是决定等轴晶率大小的一个重要参数。过热度越低，断面上产生的等轴晶率就越大，从而偏析程度就越小,经过统计大量的试验数据表明等轴晶率与过热度的关系如图1所示 图2 等轴晶率与过热度的关系 过热度低时，能提供大量的等轴晶核，生成等轴晶，阻止凝固前期柱状晶的形成，并生成由细小等轴晶组成的大面积等轴晶区。若过热度高，柱状晶区便扩大，甚至产生柱状晶搭桥现象，从而形成中心疏松或缩孔，随之产生严重的中心偏析。 2）电磁搅拌 实践证明，通过搅拌可以有效增加等轴晶区域宽度，不同的搅拌方式在同等过热度情况下等轴晶区域宽度明显不一样。通过搅拌使钢液产生运动，一方面

2019届中考化学真题分类汇编：金属和金属材料_含解析

金属和金属材料 1.（2018天津）人体内含量最高的金属元素是（） A.铁 B.锌 C.钾 D.钙 【答案】D 【解析】人体内含量最高的金属元素是钙，故选D。 2.（2018北京）下列含金属元素的物质是（） A.H2SO4 B.Al2O3 C.NO2 D.P2O5 答案：B 解析：在答案中只有铝(Al)属于金属元素，其他的H、S、O、N、P均为非金属元素，故B正确。 3.（2018江西）常温下为液态的金属是 A.汞 B.金 C.银 D.铝 【答案】A 【解析】常温下，铝、银、金等大多数金属都是固体，但金属汞熔点最低，常温下为液态。故选A。 点睛：大多数金属具有延展性、具有金属光泽、是热和电的良导体，其中延展性最好的金属是金，导电性最好的金属是银，绝大多数金属的熔沸点高，熔点最高的是钨，绝大多数的金属硬度大，硬度最大的是铬。 4.（2018河北）图3所示的四个图像，分别对应四种过程，其中正确的是（） A.①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸 B.②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸 C.③分别向等质量且Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸 D.④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且定量的稀硫酸 【答案C 【解析】①Cu不与稀硫酸反应生成氢气；②足量的Zn与20%的稀硫酸反应生成氢气多；③、④Mg比Zn活泼，加入等质量、等浓度的稀硫酸，Mg产生氢气快，最后氢气质量相等。故选C。 5.（2018重庆A）常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条，充分反应(忽略挥发)。下列图像正确的是（）

A.①② B.②③ C.①④ D.②④ 【答案】C 【解析】①常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条，反应开始前溶液质量大于0，随着反应的进行，溶液质量不断增加，直至稀盐酸反应完，溶液质量达到最大，之后溶液质量不变；②镁与稀盐酸反应放热，随着反应的进行，温度不断升高，稀盐酸反应结束后，溶液温度开始下降；③镁与稀盐酸反应生成氢气，反应开始前氢气质量等于0，随着反应的进行，氢气体积不断增加，直至稀盐酸反应完，氢气体积达到最大，之后氢气体积不变；④根据质量守恒定律可知反应前后氢元素个数、质量均不变，即反应前后氢元素质量不变。故选C。 6.（2018海南）为了探究金属与酸反应的规律，某实验小组进行了如下实验，取等质量的铁片、镁片、锌片，分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应，用温度传感器测得反应温度变化曲线如下图所示。 (1)请分析反应中温度升高的原因:_________________； (2)根据曲线总结出金属活动性的相关规律:__________。 【答案】(1).金属与酸反应放出热量(2).相同条件下，金属越活泼，与酸反应放出的热量越多(必须指明条件相同 【解析】(1)金属与酸反应过程中放出热量，使温度升高；(2)根据金属活动性规律可知：相同条件下，金属越活泼，与酸反应放出的热量越多。 7.（2018安徽）废旧电路板中主要含有塑料、铜和锡（Sn）等，为实现对其中锡的绿色回收，某工艺流程如下。

连铸方坯低倍组织及缺陷特性分析

连铸方坯低倍组织及缺陷特性分析 王英 (南京钢铁集团有限公司质管处南京，210035) 摘要：通过酸蚀低倍试验和金相检验，对连铸方坯内部的低倍组织及缺陷的类型、宏微观特征以及形成原因进行了分析，并提出了控制这些缺陷的主要措施。 关键词：连铸方坯；低倍组织；金相检验；缺陷 0 引言 连铸坯的冶金质量指标主要由钢的纯净度、钢坯的表面缺陷及内部低倍组织缺陷的情况来衡量。钢的纯净度的状况在浇铸之前已由钢液的冶炼过程所控制，而铸坯的表面质量和内部质量由连铸机的浇铸过程来控制。连铸方坯生产中发现的低倍缺陷有众多类型，每类缺陷对铸坯质量的影响因素各不相同；此外，不同的铸坯结晶组织状况对铸坯质量的影响也不尽相同，因此，分析研究铸坯低倍组织及缺陷的特征，进而弄清缺陷的形成原因，是控制铸坯质量的重要前提。本文通过对本公司生产的130mm，150mm方等规格的铸坯进行大量的酸蚀低倍试验和金相检验，弄清了方坯内部缺陷的主要类型及其宏微观特征，并对缺陷的形成原因作了分析，在此基础上提出了控制缺陷的主要措施。 1 铸坯的低倍组织 通过大量的酸蚀低倍检验表明，无论什么钢种或什么规格，连铸方坯的低倍组织(即宏观组织)一般由边部细等轴晶、柱状晶和心部粗等轴晶三部分组成。铸坯中能够获得这三种结构，特别是心部粗等轴晶占有一定的数量，这样的连铸坯是较为理想的情况，而柱状晶发达则易导致严重的坯内部缺陷。 1.1 边部细等轴晶区 边部细等轴晶区，又称激冷层，由等轴细晶组成，组织致密，杂质相对量低，表层质量较好。具有均匀激冷层的铸坯，其正方度较好，表面无鼓肚或凹陷，为保证钢材的表面质量，提供了有利条件。而往往由于操作条件的变化，坯壳厚度是不均匀的，在激冷层较薄的角部坯壳下凹，在下凹处皮下形成垂直于表面的裂纹，裂纹严重时扩展到坯的对角线，并且沿对角线向心部延伸扩展。 1.2 柱状晶区 铸坯的柱状晶区，柱状晶以树枝晶从表面向内部生长，其生长的方向即热流的散热传导方向，近似于垂直铸坯的表面。连铸坯普遍存在柱状晶发达的弊端，特别是小方坯，柱状晶从表面一直伸长到铸坯中心，心部等轴区几乎看不到。由于柱状晶平行排列，致使柱状晶区产生裂纹的敏感性比等轴晶要强。另外，由

20秋学期《连铸坯凝固与质量控制》在线平时作业3

20秋学期《连铸坯凝固与质量控制》在线平时作业3 钢的高温塑性曲线是如何获得的，下面哪一种结论是对的？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体;mso-bidi-font- weight:boldstyle=mso-bidi-font-weight:bold A:是模型计算获得； B:实验测试获得； C:经验积累获得； 答案：B 用合金凝固动态曲线可以直接分析合金凝固过程的质量，此种说法对吗？ A:对； B:不对； 答案：A 高碳钢和低碳钢相比，在结晶器凝固过程中，哪一种钢形成的气隙大一点？A:低碳钢大一点； B:高碳钢大一点； 答案：A 一般情况下亚包晶钢连铸时结晶器冷却强度大好？还是小好？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体 A:冷却强度大好； B:冷却强度小好； 答案：B 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热有什么不同，下面分析哪一种是正确的？ A:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，扳坯结晶器宽面更容易不均匀； B:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，方坯结晶器换热强度更大； C:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，板坯结晶器的液面释放热量更大； 答案：A 二冷区的水流密度越高传热过程中的换热系数越大此种论述是否正确？

A:正确； B:不正确； 答案：A 金属凝固动态曲线是把凝固体的断面上不同位置的点在不同时间达到相同温度的点的连线，此种叙述是否准确？ A:不准确； B:准确； 答案：B 连铸坯结晶器凝固传热过程下面哪一种分析是正确的？ A:结晶器凝固传热过程中90%以上热量是通过结晶器的冷却水带走的； B:结晶器凝固传热过程中30%以上热量是通过结晶器液面释放的； 答案：A 方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是下面哪一种叙述？①②③ A:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是方坯主要是只有对流传热； B:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是板坯只有传导传热； C:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是它们的传热强度不同； 答案：C 高碳钢和低碳钢相比连铸时结晶器内凝固时气隙小、坯壳较厚、拉坯阻力大，要注意使用旧结晶器，稳定拉速，论述是否正确？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体①style=FONT-SIZE:12pt;LINE- HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体② A:论述正确； B:论述不正确； 答案：A 修正铸坯凝固传热模型中的换热系数的方法下面那几种是不正确的？ A:①铸坯表面温度测量方法； B:射钉测量坯壳厚度方法； C:铸坯液芯长度测量方法；

过热度与中心偏析之间的关系

过热度与中心偏析之间的关系 过热度的计算需要知道中包温度，液相线温度。根据经验公式： 中包标准温度=液相线温度+中包标准过热度 而液相线温度 T L=1536.6-(90%[C]+8%[Si]+5%[Mn]+30%[P]+25%[S]+3[Al]+5%[Cu]+1.5% [Cr]+4%[Ni]+2%[Mo]+80%[N]+18%[Ti] 可以通过钢水中各个成分的含量确定来计算出液相线温度，然后根据连铸过程中中间包的温度，计算出中包过热度。 图1 过热度分布散点图 通过对武钢2010年7月至2011年3月的Q345B共计947炉钢水的中包过热度分析，得出以下结论：中包液相线温度均值为1503℃，中间包温度的均值为1531℃，中包过热度集中在20~40℃区间内，均值为28.25℃。存在7炉钢水过热度高于50℃，4炉钢水的过热度低于15℃。选取了其中过热度较高的炉次分析发现C026468（过热度60.77℃）根据液相线公式计算，其液相线温度为1480℃，与实际液相线平均温度相差较大，可认为是其成分不太稳定。而其中过热度较低的炉次C131758（过热度6.4℃）则是因为其中包温度（1518.25℃）过低。

图2 中心偏析级别与过热度关系图 取武钢三炼钢2010年7月至12月的中心偏析程度C1.0~C2.0的Q345B硫印坯共32块，其中C1.0共17块，C1.5共12块，C2.0共4块，作其与过热度之间的柱状关系图。从图中可以明显的看出C1.0级别的过热度均值为25.0763℃，C1.5级别的过热度均值为26.2884℃，C2.0级别的过热度均值为28.9316℃。随着中心偏析程度的提高，过热度呈增加的趋势。考虑到要降低中心偏析，必须尽可能的降低过热度，但是对于低碳钢，特别是含铝、铬、钛较高的钢种，钢液发粘，过热度会应该较高些。建议过热度应尽量控制在20℃~22℃。

连铸坯内部缺陷

连铸坯内部缺陷 连铸坯的内部质量，主要取决与其中心致密度。而影响连铸坯中心致密度的缺陷是各种内部裂纹、中心偏析和中心疏松，以及铸坯内部的宏观非金属夹杂物。连铸坯的内裂、中心偏析和疏松这些内部缺陷的产生，在很大程度上和铸坯的二次冷却以及自二冷区至拉矫机的设备状态有关。 1）内部裂纹形成的原因 各种应力（包括热应力、机械应力等）作用在脆弱的凝固界面上产生的裂纹成为内部裂纹。通常认为内裂纹是在凝固的前沿发生的，大都伴有偏析的存在，因而也把内裂纹称为偏析裂纹。还有一种说法是内裂纹是在凝固前沿发生的，其先端和凝固界面相连接，所以内裂纹也可以称为凝固界面裂纹。除了较大的裂纹，一般内裂纹可在轧制中焊合。 连铸坯的内部裂纹是指从铸坯表面一下直至铸坯中心的各种裂纹，其中包有中间裂纹、对角线裂纹、矫直弯曲裂纹、中心裂纹、角部裂纹。无论内裂文的类型如何，其形成过程大都经过三个阶段：1 拉伸力作用到凝固界面；2 造成柱状晶的晶界见开裂；3 偏析元素富集的钢液填充到开裂的空隙中。内裂发生的一般原因，是在冷却、弯曲和矫直过程中，铸坯的内

部变形率超过该刚中允许的变形率。通常在压缩比足够大的情况下，且钢的纯净度较高时，内裂纹可以在轧制中焊合，对一般用途的钢不会带来危害；但是在压缩比小，钢水纯净度较低，或者对铸坯心部质量有严格要求的铸坯，内裂就会使轧制材性能变坏并降低成材率。 2）中心裂纹 铸坯中心裂纹在轧制中不能焊合，在钢板的断面上会出现严重的分层缺陷，在钢卷或薄板的表面呈中间波浪形缺陷，在轧制中还会发生断带事故，给成品材的轧制和使用带来影响 A裂纹的成因分析 铸坯裂纹的形成时传热、传质和应力相互作用的结果。带液芯的高温铸坯在铸机内运行过程中，各种力的作用是产生裂纹的外因，而钢对裂纹的敏感性是产生裂纹的内因。铸坯是否产生裂纹决定于钢高温力学性能、凝固冶金行为和铸机运行状态，板坯中心裂纹是由于凝固末端铸坯鼓肚或中心偏析、中心凝固收缩产生的。 1 控制铸机的运行状态 刚的高温力学性能与铸坯裂纹有直接关系，铸坯凝固过程固、液及诶按承受的应力（如热应力、鼓肚

影响高碳钢连铸小方坯中心偏析的因素

影响高碳钢连铸小方坯中心偏析的因素 卢盛意 (北京科技大学,北京100083) 摘　要　介绍了英国4家钢厂为了减少高碳钢连铸小方坯中心偏析所采取的措施的试验结果。 Factors affecti n g cen tra l segrega ti on of h i gh carbon steel b illets LU Shengyi (University of Science and Technol ogy Beijing,Beijing100083) ABSTRACT　Experi m ental results in f our B ritish steel companies are intr oduced t o decrease the central segregati on of high carbon steel billets.Fact ors affecting the central segregati on of high carbon steel billets are analyzed. 1　前言 10年前,高碳钢很少用于连铸小方坯生产。1997年以前轮胎钢丝等容易偏析的高碳钢几乎都用连铸大方坯来生产。因为大方坯的浇注温度低,有利于形成等轴晶结构,又因为大方坯在轧制时的压缩量大,这二者都有利于减少偏析。但用连铸小方坯来生产高碳钢时,生产成本低。1997年英国4家钢厂(Scunthor pe,Sidenor,Is pat-HS W,I Jmuiden)共同研究了影响连铸小方坯高碳钢中心偏析的因素。这些因素包括:钢水过热温度、二次冷却强度、电磁搅拌(E MS)、热轻压缩(TSR)、机械轻压缩(MSR)、浇注方法、小方坯尺寸、拉速等[1]。 2　钢水过热温度 过热度低,使等轴晶结构百分比高,对减少偏析有利。过热度高,在铸坯内产生“一个个小钢锭”(m ini-ingotis m)的结构,使机械性能不一致,在拔丝时容易断头。如果小方坯柱状晶结构的宽度大于55%时,将明显形成“一个个小钢锭”的结构。[2] Is pat-HS W的120mm2、125mm2、130mm2三类小方坯的试验数据表明碳和硫的偏析与过热度有显著的关系。过热度愈低,偏析也愈低。特别是当过热度低于25℃时,偏析指数几乎随过热度降低直线下降。所以,如有可能,应当将过热度降低到25℃以下。 I Jmuiden厂的120mm2小方坯的碳偏析与过热度无关,然而140mm2小方坯在过热度低时,碳的偏析减少,该厂的数据表明,过热度应当低于30℃。 Scunthor pe厂的120mm2小方坯与I Jmuiden厂一样,碳和硫的偏析与过热度无关。但140mm2和180mm2小方坯的碳和硫的偏析与过热度有关。因此,该厂建议过热度应当低于25℃。 在中间罐内喂入芯线(例如<9mm的芯线)可以降低中间罐内钢水的过热度。在喂入芯线时,中间罐内钢水高度应保持在400mm以上。 3　二次冷却 高碳钢通常用“弱冷”(s oft cooling),因为弱冷可以减少表面裂纹和内部裂纹。但“强冷”(hard cooling)可以使中心缩孔变小,因而可以改善偏析。这是因为与低碳钢相比,高碳钢小方坯的柱状晶长[3],因而中心宏观偏析严重。例如,在拔丝时容易断头。为了减少高碳钢连铸小方坯的中心偏析,有两种截然相反的方案(弱冷却和强冷却[4、5]),见表1。 表1　减少中心偏析的两种方案 冷却方式浇注 温度 二冷 比水量 二冷区 长度 小方坯的 铸态组织 宏观 偏析 浇注时 水口堵塞 铸坯面上的 氧化铁皮 弱冷却低低长(5个区)球形小难以避免 加速生成(由于铸坯表面的温度高) 强冷却高高(2.5倍)短(4个区)穿晶小可以避免 减慢生成(由于铸坯表面的温度低) 注:(1)钢的含碳量为0.55%～0.85%,小方坯尺寸为105mm×105mm; (2)强冷却只适用于断面小的高碳钢小方坯。

连铸坯中心偏析控制技术的发展

连铸坯中心偏析控制技术的发展 1电磁搅拌技术 电磁搅拌技术是20世纪60年代开发的一种电磁冶金技术，其实质是借助电磁力的作用，强化铸坯液相穴中钢水的运动，从而改善钢水凝固过程中的流动、传热和迁移过程，达到改善铸坯质量的目的。电磁搅拌按安装位置有：结晶器电磁搅拌(M-EMS)、二冷区电磁搅拌(S-EMS)、凝固末端电磁搅拌(F-EMS)、结晶器及足辊区电磁搅拌(MI-EMS)，为了生产的需要还可以将其任意组合来使用。搅拌形式有：旋转型、直线型、螺旋型。使用电磁搅拌技术，特别是结晶器电磁搅拌和二冷区电磁搅拌，可以显著增加连铸坯的等轴晶率，等轴晶率的提高有利于减少连铸坯的“晶桥”现象，从而减轻铸坯中心偏析。 实际生产中，对于铸坯凝固末端电磁搅拌技术，由于安装位置一定，而浇注钢种、拉坯速度等工艺参数发生变化，使得最佳的搅拌区位置偏离设备的位置，电磁搅拌效果差；同时，在该区域如果搅拌强度过于强烈，会导致铸坯液相穴中的轻相物质(如碳元素)向中心集聚，导致中心偏析更为严重。为此，可以采用长距离的弱搅拌方法或采用行波磁场型的F-EMS技术，使钢水在较大范围内进行上下交换，以改善中心偏析。 另外，冶金工作者还开发出一种水口注流电磁搅拌技术，在浸入式水口对钢液进行电磁搅拌，水口外壁通气冷却，为强化冷却效果，水口外壁开有许多凹槽。该技术中，既能保证钢水温降较大，实现低过热度浇注，又可防止水口堵塞。试验结果表明，该技术可以起到很好地控制铸坯中心偏析的作用。 2 低过热度浇注技术 连铸过程中，采用低过热度浇注时，钢水过冷度减小，临界形核半径变小，形核率高，晶核数量多，铸坯等轴晶率大幅度提高，有利于抑制晶桥的产生及铸坯凝固末端枝晶间钢液的不合理流动。但是，钢水过热度较低时，水口易堵塞，而且钢中夹杂物不易上浮。对于钢液中的夹杂物不易上浮问题，可以采用二次精炼手段及中间包冶金技术，提高钢液纯净度。对于钢水低温浇注时温度波动带来的浇注困难，冶金工作者开发出了中间包等离子加热技术及中间包电磁感应加热技术，可以保持钢液浇注温度的稳定。 3 结晶器插入钢带技术 O. V. Nosochenko和O. B. Isaev等人采用在板坯连铸结晶器插入钢带的技术来控制铸坯中心偏析。其基本原理是在结晶器内插入厚度为1.5mm厚的钢带，将钢带作为冷却剂，利用钢带的吸热和熔化，降低结晶器内钢水的过热度，实现提高铸坯等轴晶率，减小中心偏析程度的目的，同时还可实现微合金化。 该研究表明，钢带的碳含量在0.25%～0.40%时比较合适，应用的实际浇注钢种也多些，这是因为碳含量低于0.1%时，钢带强度亦低，熔点高，会导致结晶器内出现较多的较大未熔碎钢片，给浇注及铸坯质量带来不利影响。 受插入钢带宽度的影响，这一技术用在板坯连铸中较为合适，对方坯连铸而言，因断面尺寸小，应用这一技术存在空间不足的局限性；

金属材料检测标准大汇总

金属材料检测标准大汇 总 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

金属材料化学成分分析 GB/T 222—2006钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 系列钢铁及合金X含量的测定 GB/T 4336—2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法) GB/T 系列海绵钛、钛及钛合金化学分析方法X量的测定 GB/T 系列铜及铜合金化学分析方法第X部分：X含量的测定 GB/T 5678—1985铸造合金光谱分析取样方法 GBT 系列铝及铝合金化学分析方法 GB/T 7999—2007铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 11170—2008不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 11261—2006钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线测定方法 GB/T 系列镁及镁合金化学分析方法第X部分X含量测定 金属材料物理冶金试验方法 GB/T 224—2008钢的脱碳层深度测定法 GB/T 225—2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy 试验) GB/T 226—2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 227—1991工具钢淬透性试验方法 GB/T 1954—2008铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法 GB/T 1979—2001结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 1814—1979钢材断口检验法 GB/T 2971—1982碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第1部分显微组织检验方法

GB/T —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分低倍组织检验方法GB/T 3488—1983硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489—1983硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4236—1984钢的硫印检验方法 GB/T 4296—2004变形镁合金显微组织检验方法 GB/T 4297—2004变形镁合金低倍组织检验方法 GB/T 4334—2008金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法 GBT 4335—2013低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 GB/T —2015不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法 GB/T 4462—1984高速工具钢大块碳化物评级图 GB/T 5058—1985钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法) GB/T 5168—2008α-β钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 5617—2005钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 8359—1987高速钢中碳化物相的定量分析X射线衍射仪法 GB/T 8362—1987钢中残余奥氏体定量测定X射线衍射仪法 GB/T 9450—2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451—2005钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法GB/T 10851—1989铸造铝合金针孔 GB/T 10852—1989铸造铝铜合金晶粒度 GB/T 11354—2005钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验 GB/T 13298—2015金属显微组织检验方法

小方坯质量的特点

小方坯质量的特点 1 小方坯质量的特点 在研究和分析了连铸坯的凝固、传热及其影响因素之后可以看出，铸坯的质量与浇注工艺、设备情况和凝固特点有密切关系，衡量铸坯质量主要有四项指标，即连铸坯的几何形状、表面质量、内部组织和钢的清洁性。 与传统的模铸—开坯工艺生产的产品相比，连铸产品的生产过程是要求更为严格控制的过程．连铸坯的断面形状更接近于最终产品的尺寸．因此，在进一步加工之前不可能进行大量的精整处理。另外，铸坯是在一个基本相同的条件下凝固的。因而在整个长度上的质量是均匀的，其致密性也较钢锭好，但较初轧坯差。 从内部质量看，由于小方坯连铸大多未采取较严格的保护浇注，致使二次氧化夹杂较多，连铸操作过程中造成钢质污染的因素也较模铸时复杂。而且由于铸坯凝固速度快，不利于夹杂聚集和上浮．因此钢液的纯净度是铸坯质量上的重要问题。又由于冷却速度快，柱状晶发达，容易产生“搭桥”现象，造成中心偏析和缩孔。 连铸坯在凝固过程中受到冷却、弯曲、拉矫等，使铸坯经受温度应力和机械应力的作用，很容易产生各种裂纹缺陷。另外，由于设备设计不合理或操作不当，也会造成铸坯缺陷。 但是连铸的突出特点是过程可以控制的因素多，因此可以采取某些保证质量的有效措施而取得改善质量的效果。针对上述特点，充分发挥有利条件，严格控制不利条件，就能得到外形尺寸规整，表面无夹渣、裂纹、内部致密的优质铸坯。 4.3.1 振痕 在浇注过程中，结晶器振动以避免坯壳与结品器之间拈结，结晶器上下运动的结果，造成铸坯４个表面上周期性的横纹痕迹，这些痕迹称为振痕。振痕是坯亮被周期性的拉破又重新焊合的过程造成的。振痕的深度与钢中含碳量有很大关系，一般低碳钢振痕较深，而高碳钢振痕较浅。当结晶器振动状况不佳，钢液面剧烈波动或保护渣选择不当时，会使振痕加深，并可能在振痕处潜伏横裂纹、夹渣和针孔等缺陷。 当振痕浅且很规则时，在进一步加工中不会引起缺陷。当振痕深并存在缺陷时，就会对随后加工和成品造成危害。 为了减少振痕深度，现在连铸机多采用小振福、高振频的振动模式。 4. 3. 2 表面裂纹 按裂纹方向及所处位置，可以分为表面和角部纵裂纹、表面和角部横裂纹及在铸坯表面上常见到的一种无明显方向和位置的成组的晶间裂纹称之为星状裂纹，表面裂纹，轻者需精整，重者可能造成漏钢事故或废品。 1）纵向裂纹 纵向裂纹是沿拉坯方向的裂纹缺陷。这种裂纹一般在结晶器内就已产生，只是裂纹很小。当由结晶器进入二冷区后，微小裂纹逐渐扩展成明显的裂纹．出现裂纹的原因主要是

高强钢连铸板坯中心偏析的分析及改善措施

高强钢连铸板坯中心偏析的分析及改善措施 发表时间：2018-10-01T18:25:45.747Z 来源：《基层建设》2018年第24期作者：于波 [导读] 摘要：高强度钢一般含有高碳含量和锰质量分数。 河钢集团承德钢铁股份有限公司板带事业部河北省承德市 067000 摘要：高强度钢一般含有高碳含量和锰质量分数。连铸坯在凝固过程中容易形成碳、锰等元素的枝晶偏析，导致中厚板中心出现严重的带状组织缺陷。带钢结构对钢板的力学性能、成形性和断裂性能有着重要的影响。对于冷轧钢板，带钢结构的存在会使材料表现出很强的各向异性能，导致材料在深加工过程中发生不均匀变形，即沿板宽方向的纵向纤维拉伸不一致，导致二次变形。即使是在应力集中时裂纹的萌生也会影响最终产品的性能。如何减少和消除连铸坯在凝固过程中产生的偏析，是连铸生产亟待解决的问题。基于此，本文对高强钢连铸板坯中心偏析的分析及改善措施进行分析。 关键词：连铸坯；中心偏析；改善措施 1连铸坯中心偏析的成因 导致连铸坯出现中心偏析的原因主要包括两个方面，一方面是枝晶搭桥形成了小钢锭，另一方面是发生了铸坯鼓肚的问题。在连铸坯凝固过程中，液芯末端会存在一个固液两相混合组成的糊状区。凝固过程中，钢液会收缩向坯壳和拉坯方向，最终形成小孔。位于弯月面的钢液受到地心引力会注入到收缩形成的孔洞当中，通过这种方式可以有效防止疏松和偏析问题的出现。上述为理想状态，但是在实际铸造过程中，由于出现了小钢锭，钢液难以及时形成収缩孔或者难以注入收缩控制红，最终导致偏析问题出现在铸坯中心部位。通过偏析问题出现的过程分析可知，拉坯方向液芯中心线附近的钢液会在钢液凝固过程中出现一定的变化，前沿温度梯度不同是造成凝固波动的主要原因。 2板坯中心偏析的形成机制及控制措施 对板坯偏析的形成机理进行了大量的研究。可以看出，板坯的中心偏析是由凝固过程中溶质元素的分离和结晶和凝固结束附近富集的偏析元素的液流引起的。凝固结束时的钢液流动是由壳体的鼓包和凝固过程中钢液的体积收缩引起的。板坯的中心偏析与钢成分、热性能、几何形状、工艺参数和设备条件密切相关。不同冷却条件下坯料枝晶间的应力对坯料的中心偏析也有重要影响。因此，根据不同的情况，我们需要分析中心偏析的原因。在生产过程中，关键是控制铸坯芯部钢液的不合理流动，促进溶质元素在固-液界面上迁移的各种因素都会加剧偏析，以及促进S输运的各种因素。固体中的OLUT元素将改善偏析。基于上述中心偏析机理，目前控制连铸坯中心偏析的主要思路如下： (1)提高钢液洁净度。凝固过程中，钢液的选分结晶现象不可避免，但是通过提高钢液洁净度，减少易偏析杂质元素(如S、P)的质量分数，一定程度上可以减轻铸坯中心偏析程度。实际生产过程中，可通过二次精炼手段、中间包冶金及浸入式水口设备参数和工艺参数的优化来提高钢液纯净度。 (2)提高铸坯等轴晶比率。等轴晶比率提高，可以抑制柱状晶的发展，防止铸坯枝晶搭桥。由这一思路开发出控制铸坯中心偏析的技术主要有:电磁搅拌、低过热度浇注、结晶器插入钢带、钢水旋流加入及加成核剂等技术。 (3)抑制凝固末端枝晶间富集溶质残余母液的流动，可以改善高碳钢的中心偏析。相应的控制技术主要有:机械轻压下、热轻压下、连续锻压、静磁场技术等。 3控制应用 3.1铸坯保温缓冷 在横截面带钢结构的钢板中，热装和热转移轧制方坯可能存在偏析。板条结构越明显，元素偏析越严重。为了避免这一问题，可以在连铸坯脱线后采取保温措施，将其置于封闭空间一段时间内，避免吹风，并在中心偏析时保证钢坯温度缓慢而不是迅速下降。在元素完全扩散到发送阶段之后。钢中Mn元素经长时间冷处理后，可有效地减少枝晶偏析。在保温和缓慢冷却的过程中，碳原子会均匀扩散，有效地控制了碳和锰的偏析，保证轧制后不会发生偏析。 3.2规范连铸机的辊缝标定操作控制辊缝精度 众所周知，板坯连铸机扇形截面辊缝控制的精度和稳定性是连铸板坯内部质量取得良好效果的前提。如果板坯连铸机的实际辊缝值与风机截面的目标值偏差过大，则连铸坯凝固结束时铸坯中心的体积收缩不能得到有效的补偿，造成铸坯的偏析、气孔和中心裂纹缺陷。如果板坯在工作过程中的机械应力过大，就会产生角向横向裂纹、中间裂纹等裂纹缺陷。但是，由于高温、磨损、变形等诸多因素的影响，连铸机风机段的实际辊缝值会发生一定程度的变化，从而产生一定的偏离目标辊缝值，如： (1)铸造机轧辊生产线在生产过程中复杂的热负荷和机械载荷(轻下压、矫直等)容易引起轧辊磨损、弯曲等，约1.5毫米 (2)轴承与轴承座之间的固有间隙在扇形段的在线循环中也将逐渐增大，从0.1mm到0.3mm不等。 (3)风机截面上、下机架之间的连杆在圆筒载荷作用下发生弹性变形，变形随连杆尺寸和气缸压力的变化而变化，约为0.5~1.0mm。 目前，经过长期的实践和摸索，总结出了一套连铸机风机截面辊缝的维护和操作规范，以保证连铸机连铸过程中在线辊缝控制的准确性。 通过对连铸机风机段的定期补偿和校核，以消除风机截面上下机架间连杆的弹性变形对辊缝偏差的影响，将不同压力下拉杆的形状变量作为扇形段拉杆的补偿值输入连铸机参数控制系统。 采用手持式辊缝计、在线辊缝计和定距块对连铸机风机段实际辊缝与目标辊缝之间的偏差进行周期性标定，以消除连铸机风机段夹紧缸位移传感器的系统误差。 为消除传动辊大间隙对整个辊缝的影响，优化了连铸机风机段驱动辊间隙的标定和控制方法。 3.3轻压下技术 所谓的轻压下技术主要是将一定的压力施加在连铸坯凝固末端从而将铸坯凝固末端的体积收缩进行一定程度的抵消，从而控制凝固收缩，避免钢水在流动过程中发生聚集的问题，进而达到中心偏析控制的目的。轻压下技术根据外力施加的不同可以分为两种类型，分别为机械应力轻压下和热应力轻压下。热应力轻压下主要利用的是热应力，在末端施加强冷，高度冷却铸坯表面凝固末端未知，从而促使凝固坯壳受冷收缩对内部产生一定的压力。此种方法具有一定的局限性，容易受到断面尺寸和钢种的影响，所以如果铸坯过大那么不适合采用

初三化学知识点复习金属和金属材料

金属和金属材料 【单元分析】 本单元知识中金属活动性顺序表的应用，以及金属的保护和利用是中考的热点，其中金属活动性顺序也是本单元复习的难点 【复习目标】 1．了解一些常见的金属的性质和用途 2．理解，并会应用金属活动性顺序表 3．了解和掌握金属的保护和利用 4.知道金属材料及合金的特性 5.知道金属锈蚀的条件及防护方法。 【重点】：金属活动性顺序表；知道金属锈蚀的条件及防护方法。 【难点】：金属活动性顺序表的应用。 【考点透视】 命题落点 根据金属的性质推断其应用， 根据金属活动性顺序判断金属的化学性质。 由金属锈蚀的条件对金属进行保护和利用。 【考点清单】 一、基本考点 考点1．几种重要的金属及合金 （1）金属的物理特性：常温下除汞（液体）外都是固体，有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性、密度较大、熔点较高。 （2）合金：①概念：在一种金属中加热熔合其他金属或非金属，而形成的具有金属特性的物质称为合金。②合金的性质能：合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更易适合不同的用途，日常生活中使用的金属材料，大多数为合金。③重要的铁合金：生铁和钢都是铁的合金，其区别是含碳量不同。④生铁的含铁量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。考点2．金属与氧气的反应 大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，越活泼的金属，越容易与氧气发生化学反应，反应越剧烈。

考点3．金属活动性顺序及置换反应 （1）金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au （2）金属活动性顺序的作用：①判断金属与酸的反应：a. 一般说来，排在氢前面的金属能 置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢；b. 酸不包括浓硫酸和硝酸，因 为它们有很强的氧化性，与金属反应不能生成氢气，而生成水。②判断金属与盐溶液反应。 在金属活动性顺序里，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换 出来。③判断金属活动性强弱：在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越 强。 考点4．金属矿物及铁的冶炼 （1）金属矿物（矿石）：①概念：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。②常见的矿 石：赤铁矿（Fe 2O 3）、黄铁矿（FeS 2）、菱铁矿（FeCO 3）、铝土矿（Al 2O 3）、黄铜矿（CuFeS 2）、 辉铜矿（Cu 2S ）。 （2）铁的冶炼：①原理：利用高温条件下，焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。如用赤铁矿石炼铁的化学方程式为： 。②原料：铁矿 石、焦炭、石灰石及空气。③设备：高炉。④炼铁时选择铁矿石的标准：a.铁矿石中铁元素 的质量分数大（即含铁量高）；b.炼铁过程中产物对空气不能造成污染；满足以上两个条件 的矿石是理想的绿色矿石。 考点5．金属的腐蚀和防护 （1）铁生锈的条件：铁生锈的主要条件是与空气和水蒸气直接接触。铁制品锈蚀的过程， 实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生复杂的化学反应，铁锈的主要成分是 Fe2O3·xH2O 。 （2）铁的防锈：原理是隔绝空气或水，使铁失去生锈的条件。防锈措施：防止铁制品生锈， 一是保持铁制品表面的洁净和干燥，二是在铁制品表面涂上一层保护膜，防止铁与氧气和水 的反应，例如：①刷一层油漆；②涂上一层机油；③电镀一层不易生锈的金属，如镀锌等； ④经加工使金属表面生成一层致密的氧化膜，如烤蓝；⑤在金属表面覆盖搪瓷、塑料等。 考点6．金属资源的保护 （1）矿物的储量有限，而且不能再生。（2）废旧金属的回收和利用可以减少对环境的污染， 还可以节约金属资源。（3）保护金属资源的有效途径：①防止金属腐蚀；②回收利用废旧 金属；③合理有效地开采矿物；④寻找金属的替代品。 二、能力与综合考点 Fe 2O 3+CO====2Fe+3CO 2 高温