连铸16Mn无缝钢管的凝固组织和内部主要缺陷总结

16Mn无缝钢管连铸坯的内部质量在很大程度上取决于它的凝固组织，其组织结构与普通钢锭相似，也由三个晶区组成，即激冷层区（边缘等轴晶区）、柱状晶区和中心等轴晶区。
（1）激冷层区
16Mn无缝钢管钢液进入结晶器后，受器壁急剧冷却形成大量晶核，并迅速凝固成具有细小等轴晶的激冷层区，其化学成分相当于液相成分。激冷层的厚度主要取决于钢液的过冷度，形成激冷层的冷却速度约为100℃/S。
（2）柱状晶区
随着激冷层的形成，传热速度减慢，凝固前沿的过冷度减小，同时又有空间热流时，16Mn无缝钢管柱状晶便开始生长，其方向平行于散热方向。当用较高倍显微镜观察其结晶组织结构时，可以发现这种柱状晶是大体沿同一方向伸展的网状树枝晶的集合组织。即从边缘向中心，柱状晶由只有二次枝晶发展成为高次枝晶，断面也由简单变复杂。柱状晶发达时可直抵铸坯中心，形成穿晶结构，只有形成中心等轴晶区才能阻止柱状晶生长。
（3）等轴晶区
随着柱状晶的生长，16Mn无缝钢管凝固前沿富集了越来越多的气体夹杂及低熔点元素，因而降低了熔点和过冷度。另外，由于坯壳厚度不断扩大，传热速度下降，柱状晶发展缓慢，并随着中心部位与柱状晶前沿钢液的温度差别逐渐减小，柱状晶停止向内生长，此时中心未凝固的钢液结晶接近停滞状态，直到钢液温度降低至熔点以下时，在残余钢液中普遍形核，向各方向长大成等轴晶。因此，浇注温度越低，温度梯度越小，组成的过冷范围越宽，就越容易生成等轴晶。
连铸坯宏观组织的好坏，可以用等轴晶所占比例多少来衡量。16Mn无缝钢管的等轴晶组织对改善铸坯质量有显著影响，因此可以通过对连铸坯凝固条件的调整促进等轴晶的生长。
小方坯内部主要缺陷
内部缺陷直接影响了16Mn无缝钢管连铸坯的中心致密度，从而最终影响其内部质量。对于高碳钢小方坯，内部缺陷主要指中心偏析、中心疏松和缩孔以及铸坯内部的宏观非金属夹杂物。