紫銅止水片凝固現(xiàn)象和組織
1.純銅的鑄錠組
從低倍組織可知,鑄錠邊部為柱狀晶,中部則為較粗的等軸晶。實(shí)際上,當(dāng)鑄錠時(shí)冷卻強(qiáng)度足夠大或鑄錠尺寸較小的情況下,整個(gè)鑄錠可能全由柱狀晶組成。紫銅止水片其他銅合金的低倍組織均具有與此相同的特點(diǎn)。從顯組織觀察可知,晶粒內(nèi)部無(wú)明顯特征,晶界較細(xì),與一般單相合金的平衡結(jié)晶組織無(wú)異。
2.單相銅合金的鑄錠組織特征
銅合金的凝固過(guò)程為非平衡過(guò)程,所以其鑄錠組織一般偏離平衡態(tài)。下面以勻晶、包晶及共晶二元系合金為例說(shuō)明。
勻晶系相圖及某合金凝固時(shí)可能的非平衡固相線軌跡。
合金過(guò)冷至T1溫度時(shí)開(kāi)始凝固,首先析出的固相成分為a1,液相成分則為L(zhǎng)1。繼續(xù)冷至T2紫銅止水片溫度時(shí),析出的固相成分應(yīng)為a2,與之平衡的液相成分改變?yōu)長(zhǎng)2。a2將覆蓋在先析出的a1上,若能達(dá)到平衡條件,a1的成分也會(huì)逐漸改變成a2,以達(dá)到T2紫銅止水片下的平衡態(tài)。但實(shí)際上,固態(tài)的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)小于液態(tài)的擴(kuò)散速率,當(dāng)剩余液相的成分均勻達(dá)到L2時(shí),固相a中的成分仍為不均勻的,它們的平均成分可用a2表示。顯然,a2中的B原子濃度小于a2中B原子濃度。同理,當(dāng)溫度降至T3及T4時(shí),其a相的平均成分可用表示a3及a4。在此圖中a4即表示x合金的成分。說(shuō)明x合金在非平衡凝固的條件下T4溫度下凝固完畢,較之平衡凝固的固相點(diǎn)溫度降低了T3-T4。a1-a4表示的線稱(chēng)非平衡的固相線,非平衡固相線相對(duì)于平衡固相線的偏離與凝固時(shí)的冷卻速率有關(guān),冷卻速率愈大,偏離愈大。

紫銅片止水帶鑄錠的加熱溫度通常根據(jù)合金材料的高溫性能曲線確定,加熱時(shí)間則根據(jù)加熱爐的情況、鑄錠大小和裝爐量確定,應(yīng)保證鑄錠加熱溫度均勻。合金組織偏析嚴(yán)重的鑄錠在加熱時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間?，F(xiàn)代加熱爐常采用步進(jìn)式燃?xì)饧訜釥t,空氣預(yù)熱、空-燃比自動(dòng)調(diào)節(jié)、平焰燒嘴。這種加熱爐加熱速度快、熱效率高。
  為適應(yīng)某些時(shí)效強(qiáng)化型合金板帶在生產(chǎn)過(guò)程中固溶淬火的需要,在熱軋出口側(cè)設(shè)置了冷水噴淋系統(tǒng)(亦稱(chēng)在線淬水系統(tǒng))。它可以在較短的時(shí)間內(nèi)使帶坯的溫度從700℃左右或更高的溫度迅速降至300℃以下甚至更低。
  為提高紫銅片止水帶產(chǎn)品精度和表面質(zhì)量,現(xiàn)代熱軋機(jī)本體應(yīng)用了電動(dòng)壓下、液壓調(diào)的壓下系統(tǒng)、軋輥分段冷卻系統(tǒng)、液壓彎輥或液壓墊系統(tǒng)、強(qiáng)力夾持對(duì)中系統(tǒng)、立輥軋邊系統(tǒng)及厚度自動(dòng)控制系統(tǒng),進(jìn)一步提高了熱軋機(jī)的裝機(jī)水平和控制精度為生產(chǎn)高精度薄板帶提供了可靠的保障。