Page 106 - 国外钢铁技术信息参考-2023年1月

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图 22 中心偏析示例 左图：小方坯（80mm×80mm） 中图：大方坯（370mm ᇏݓࣁඋ࿐߶

×370mm） 右图：中心偏析区和枝晶臂间 P 和 Mn 的浓度分布
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20 世纪 70 年代的研究认为，与中心偏析相关的现象包括

·由于定向凝固微观偏析导致浓度增高的液相的局部聚集

·鼓肚

·柱状晶/等轴晶的搭桥

·大量柱状晶（通过电磁搅拌转变为等轴晶可使其减少）
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·等轴晶向中心方向强制移动以及随之发生的液相聚集

上述现象作用下，柱状晶凝固壳发生热收缩。并且除上述现象外还包括由于

鼓肚导致与柱状晶相对高浓度区域流动性增强等因素的综合作用。另外，为了减

小中心偏析还尝试了轻压下、电磁搅拌和电磁制动等方法。

（a）与微观偏析相关的局部偏析 ᇏݓࣁඋ࿐߶
扩散控制条件下溶质传输过程中从结晶器侧生长的柱状晶枝晶在中心线处
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对立时，柱状晶尖端前方会出现少量溶质富集层，严格来说其接触区会出现正偏
析。但其与微观偏析模型平滑界面的溶质富集有明显差异。柱状晶枝晶相接触时

固相率较低、枝晶臂组织分散，即使出现微观偏析，宏观偏析的程度也较低。例
如，如果将包含一次枝晶臂间距处扩散在内的柱状晶枝晶和枝晶臂间的液相视为

一相（枝晶簇），则枝晶簇前方的溶质排出仅表现为枝晶尖端的溶质排出和一次
枝晶臂间距处的溶质扩散，溶质富集程度较低。枝晶簇前方浓度界层厚度约为

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D/V（D≈10 m /s：液相扩散系数，V≈10μm/s：生长速度）10 m。因此，柱状晶
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