堆焊耐磨板复合管钢液的凝固过程及结晶的特点

堆焊耐磨板复合管钢液的凝固冷却是由液态转化为固态，再由高温降至室温的过程，在该过程中存在着收缩。低碳钢在1600℃时的密度为7.16g/cm3，室温固态钢的密度为7.86g/cm3，凝固冷却过程中钢的体积缩小了(1/7.06-1/7.86)÷(1/7.06)×100％=10.18％。其中包括下列几种收缩：

       1、液态收缩。从浇注温度至液相线温度的收缩，也是过热度消失的收缩，收缩量约为1％，对堆焊耐磨复合管影响不大。

       2、凝固收缩。堆焊耐磨复合管钢液全部转化为固态的收缩，即从液相线温度至固相线温度的收缩，收缩量为3％～5％。结晶温度范围越宽，收缩量也越大；从Fe-Fe3C相图可以看出，随钢中碳含量增加，结晶温度范围加宽，所以高碳钢比低碳钢收缩量要大；凝固收缩表现为体积收缩，可形成缩孔。

       3、固态收缩。从固相线温度降至室温的收缩，收缩量最大在7％～8％，体现为线收缩。连铸坯在降温过程中会产生热应力，在相变过程中会产生组织应力，这些应力如果控制不当就是连铸坯形成裂纹的根源。

       浇铸镇静钢钢锭时，采用上大下小带保温帽的钢锭模，目的是使保温帽中的钢液不断地补充钢锭本体的凝固收缩，以便缩孔集中于钢锭头部的保温帽中，轧制时只切掉保温帽部分，减少切头率，提高成材率。连续铸钢是向结晶器内连续注入钢水，随时补充钢液凝固的体积收缩，所以连铸坯没有集中缩孔。

       钢是合金，属于非平衡结晶。开始结晶的温度称液相线温度，结晶终了的温度称固相线温度，堆焊耐磨复合管钢液结晶是在这个温度范围内完成的。同理，当钢加热至固相线温度时开始熔化，到达液相线温度时熔化完了。所以，对同一成分的钢而言，凝固温度与熔化温度是相同的。钢在这个温度范围内是固。液两相并存。所以钢液的结晶存在着如下现象：

       1、成分过冷。堆焊耐磨复合管钢液在结晶中存在选择结晶现象，所以两相区内固、液相界面凝固前沿液相成分有变化，必然引起凝固温度的降低，从而改变凝固前沿的过冷度，这种现象称为成分过冷。钢的结晶不仅受温度过冷的影响还受成分过冷的影响。

       2、堆焊耐磨板化学成分不均匀。钢液结晶存在着选择结晶，最先凝固部分钢中溶质含量较低，后凝固部分溶质含量较高；显然，最终在整个凝固结构中溶质分布是不均匀的，这种现象称为化学偏析。由于选择结晶，在凝固过程中产生化学变化，形成的化合物来不及排出滞留于钢中，便产生了凝固夹杂，其分布也是不均匀的。