为达到上述基本要求,FEMS的最佳搅拌条件简单地说:
(1)凝固末端的凝固组织为致密的宽而细的等轴晶。因为MEMS能产生宽的等轴晶区,而FEMS能细化等轴晶,两者结合能产生宽而细的等轴晶区。
(2)从V形偏析的凝固模型看,搅拌时间(实际上是搅拌位置)从等轴晶凝固一开始或固相率=0.18寸就搅拌。因为fs=0.1~0.2时,等轴晶和钢水掺和成粥状样,还呈流动状态,当fs=0.2~0.4时,等轴晶相互绞合,呈不流动状态。其中。为液相线温度为固相线温度为搅拌位置处的温度,它可以由铸坯内部的传热方程和铸坯外面的辐射传热方程求出。也可以用经验的、直观的方法来确定搅拌位置如液芯宽度占铸坯宽度的1/3~3/4,碳含量低的趋向上限,碳含量高的趋向下限。
(3)搅拌强度宜采用弱搅拌,搅拌速度为F=0.1~0.25/s,搅拌强度过强,反而会加重中心偏析。
(4)采用交替搅拌的运行方式,能使铸坯既无中心偏析也无V形偏析。因为交替搅拌可以防止细等轴晶的聚集并使其致密地充填到凝固末端;因为定期交替枝晶间浓化钢水的流动方向,抑制偏析通道的形成;还因为FEMS通常采用旋转搅拌,单一方向的旋转搅拌易产生白亮带,为了减轻白亮带的影响,也宜采用交替搅拌。
一般说来,交替时间与搅拌器有效作用长度和拉速有关。交替的时间不宜太长,也不宜太短。太长易引起粥状区浓化钢水在枝晶间流动;太短则掺和的钢水和等轴晶都难于运动。通常按钢水通过搅拌器有效作用长度交替一次设定或按经验交替,拉速高的趋向上限,拉速低的趋向下限。
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