厚壁离心管坯温度场和热应力场的数值模拟及其轴向裂纹分析

运用有限元分析软件ANSYS 8.0/Multiphysics对材质为21CrMo10钢的离心管坯,在不同工艺参数下的温度场和热应力场进行了分析。结合生产实际得出:厚壁离心管坯出现轴向裂纹的原因在于管模内壁涂层太薄、管坯横截面的温度梯度∧10℃/mm;随着管模内壁涂层厚度的减薄,钢液浇注温度的升高,厚壁管坯内壁的热应力有增大的趋势。据此进一步优化和确定了在特定情况下浇注合格管坯的工艺参数。

37Mn5管坯的裂纹研究

用金相检验、化学分析、SEM高倍检测等手段对37Mn5管坯的裂纹进行了系统的研究。结果表明:管坯裂纹在连铸坯上已经存在;管坯裂纹是夹杂物型裂纹;由于管坯存在硅、硫、锰等元素的聚集,钙和镁等元素形成的氧化质点,再加上晶粒不均匀的柱状晶区晶界结合力比较弱,易于连铸坯上微观裂纹的生成。基体中尺寸较大的硅酸盐和Al2O3的存在使得微观裂纹以及疏松在加工时难以焊合,从而形成宏观裂纹。