钢液在钢锭模冷凝锻件质量检测金相显微镜
大型钢锭内部缺陷对锻件质量的影响
1．大型钢锭的内部结构
钢锭内部组织结构，取决于浇注时钢液在锭模内的结晶条件，
即结晶热力学与动力学条件。钢液在钢锭模内由模壁向锭心和由底
部向冒口逐渐冷凝选择结晶，从而造成钢锭的结晶组织、化学成分
及致密程度不均。且随钢锭尺寸增大，这种不均匀程度越为严重。
(1)细晶粒层(激冷层) 由于钢液接触模壁冷凝快，产生大量
晶核，因而表面首先凝固成细小的等轴晶粒层(或称激冷层)。
这一层晶粒中没有偏析，视其浇注条件，会有夹杂物混入和气
孔产生。实际上这部分是烧损和削去层，形成危害的可能性小。
(2)柱状晶区表面细晶粒层形成后，锭模温度上升，形成气隙
，散热减慢，晶粒开始沿着与模壁垂直稍微向上的方向发展，形成
柱状晶区。由于选择结晶的缘故，易熔成分挤向中心，所以柱状晶
区的夹杂及其他缺陷较少。
(3)倾斜树枝晶区随着柱状晶区的不断发展，锭模温度继续上
升，气隙扩大，散热愈加减慢，加以杂质和气体上浮运动的作用，
于是形成晶轴偏离柱状晶体方向的倾斜树枝晶区，且^形偏析也在
这一区间形成。
(4)粗大等轴晶区倾斜树枝晶区长大到一定阶段后，气隙过程
完成，散热更加减慢，中心区域的钢液达到同一过冷度而同时凝固
，较终形成粗大等轴晶区。在这一区域的上部出现V形偏析，下部
出现负偏析，夹杂与疏松等缺陷较多。因此，钢锭中心处组织较差
(5)沉积锥底部钢液凝固快，形成较厚的细晶粒层。此外，上
部钢液中较初形成的晶体因密度大而下沉，并将碰断树枝状晶分枝
一起向下堆积。该区沉积有大量堆积状硅酸盐夹杂物。等轴晶形成
后，下沉时一些高熔点夹杂物同时被带入钢锭底部。堆积而成锥状
。在化学成分上构成负偏析区。
(6)冒口区较后凝固的冒口区杂质较多，特别是低熔点物聚集
。在较后凝固过程中钢液得不到补缩，较终形成大缩孔，其周围并
存有大量疏松。
钢锭底部和冒口分别占碳素钢锭质量的5％～7％和18％一25％
。对于合金钢，切除的冒口应占25％～30％，底部占8％～20％或
更多。
