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结晶器用析出强化型铜板

作者: 分类: 金属铜及合金, 铜制品, 铜材知识, 铜板, 铜用途 发布于 .

钢铁工业发展的重要特点是由传统的粗放型向节能、环保集约型转变,连铸是实现该转变的重要工艺手段。连铸结晶器质量的好坏直接影响铸坯的质量和连铸机的作业率,结晶器作为连铸机的核心部件,其铜板质量直接影响到结晶器寿命,也直接影响铸坯的表面质量、连铸机拉速等指标。随着连铸技术向高效高拉速方向的不断发展,结晶器铜板的使用条件越来越恶劣,对结晶器材料的要求也越来越高。因此,强化型的高强度、高导热、抗高温软化的铜板材广泛用于连铸结晶器,以提高效率及使用寿命。

析出强化是指金属过饱和固溶体中溶质原子偏聚区或由之脱溶出微粒弥散分布于基体中,从而阻碍位错和晶界移动而导致强度提高的一种强化方式。产生析出强化的合金元素应具备两个条件:一是高温和低温下在铜中的固溶度相差较大;二是室温时在铜中的固溶度极小,以保证基体的高电导性。一般地,析出强化的铜合金比固溶强化的铜合金导电率要高,其原因主要是析出的第二相引起的点阵畸变对电子的散射作用,比铜基体中固溶原子引起的散射作用小得多。

析出强化型铜合金Cu-Cr-Zr、Cu-Ni-Be替代了纯铜及Cu-Ag的结晶器材料,例如与纯铜及Cu-Ag相比,Cu-Cr-Zr板基体强度和硬度较高,再结晶温度为480~500℃,可有效避免工作温度时铜板发生再结晶引起的力学性能下降和铜板变形。Cu-Cr-Zr在熔炼过程中加入Zr、Cr元素,经过热处理,在纯铜的α基体中沉淀均匀、细小、分散的第二相金属化合物(如ZrCu3、Cu2Zr+Cr),第二相金属化合物颗粒阻碍基体中位错和晶界的运动,从而提高塑性变形抗力,同时Cu-Cr-Zr板经过锻、轧工序后产生的剧烈塑性变形和晶粒细化,使金属晶体的抗变形能力进一步提高。但是,当温度高于500℃时,第二相重新溶解于铜基体中,强化效果消失。

由于析出强化型铜板相比于一般固溶强化的铜板材,其性能更优,因此,相对于其他材质的金属板材,在结晶器中的使用更为广泛。

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