[发明专利]一种连铸坯枝晶生长方向的预测方法

摘要

本发明涉及一种连铸坯枝晶生长方向的预测方法，该方法首先选取连铸坯中枝晶形貌全部为柱状晶的小方块，沿其体对角线进行切割，枝晶腐蚀实验后，统计各个面上的一次枝晶间距和斜截面的面积和晶粒个数，结合数学的空间几何关系建立关系式，计算出实际的一次枝晶的水平偏转角和垂直偏转角，在此基础上，得出柱状晶的生长方向的偏转角，用于定量表征连铸坯中一次枝晶的生长方向。本发明方法对阐述连铸坯凝固组织生长和溶质偏析行为具有重要的意义；同时能够为连铸坯凝固组织和成分均质化控制提供理论指导。 1

主权项

1.一种连铸坯枝晶生长方向的预测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、在连铸坯中切取枝晶形貌全部为柱状晶的小方块，并将其切割为两部分六面体，其中被切割开的那一面作为内表面，再沿各自的体对角线切开，对得到的六面体连铸坯试样的上表面、左表面、右表面、内表面和斜截面做枝晶腐蚀实验；

S2、根据步骤S1获得腐蚀结果，测量统计各个面的一次枝晶间距的平均值及斜截面的面积和晶粒个数；其中，所述上表面和内表面枝晶间距统计值记为λ₁₁、λ₁₂，所述左表面和右表面枝晶间距统计值的平均值记为λ₃，所述斜截面面积记为A，所述斜截面晶粒个数记为N；

S3、根据步骤S2获得的所述λ₁₁、λ₁₂、λ₃及如下公式(1)、(2)和(3)获得枝晶的生长方向的水平偏转角α和垂直偏转角β及实际一次枝晶间距λ；

λ₁₁cosα＝λ    (1)

λ₁₂cosβ＝λ    (2)

S4、根据步骤S3计算获得的所述水平偏转角α和垂直偏转角β和如下公式(4)获得柱状晶的生长方向的偏转角θ；用于定量表征连铸坯中一次枝晶的生长方向，

tanθ＝cosαtanβ    (4)。

2.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述枝晶腐蚀实验，包括如下步骤：

S101、清洗干净上述切割后的连铸坯试样，再用酒精冲洗后吹干；

S102、将所述步骤S101中吹干后的连铸坯试样置于60～70℃的水中预热；

S103、将预热后的所述连铸坯试样置于预热后的盐酸溶液中，并进行水浴，30～60min后取出连铸坯试样，用碱水冲洗后，再用无水乙醇清洗表面后用吹筒吹干。

3.如权利要求2所述的预测方法，其特征在于，在步骤S101中，所述清洗采用洗洁精清洗。

4.如权利要求2或3所述的预测方法，其特征在于，在步骤S103中，所述盐酸溶液的摩尔浓度为5～8mol/L，所述预热和水浴的温度为60～70℃。