不銹鋼管的化學知識，細晶粒帶、柱狀晶帶和粗晶粒帶

在實際生產(chan)(chan)中，液(ye)態金(jin)屬(shu)在鑄(zhu)(zhu)錠(ding)模(mo)中結(jie)晶(jing)(jing)(jing)時，受(shou)(shou)到模(mo)壁散(san)熱的(de)(de)影(ying)響(xiang)。結(jie)晶(jing)(jing)(jing)后，在不銹鋼鑄(zhu)(zhu)錠(ding)的(de)(de)截面上獲(huo)得了幾種不同(tong)形狀(zhuang)和厚度的(de)(de)結(jie)構帶(dai)。不銹鋼鑄(zhu)(zhu)錠(ding)通常由三個晶(jing)(jing)(jing)粒(li)區(qu)組成(cheng)：細晶(jing)(jing)(jing)粒(li)區(qu)、柱狀(zhuang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)區(qu)和粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)區(qu)。不銹鋼鑄(zhu)(zhu)錠(ding)外(wai)表面出現細晶(jing)(jing)(jing)粒(li)帶(dai)。當高溫液(ye)態金(jin)屬(shu)剛剛注入模(mo)具(ju)時，與冷(leng)模(mo)具(ju)壁接(jie)觸(chu)的(de)(de)金(jin)屬(shu)液(ye)在淬火作用下產(chan)(chan)生大量晶(jing)(jing)(jing)核(he)，每個晶(jing)(jing)(jing)核(he)以樹枝狀(zhuang)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)的(de)(de)形式向不同(tong)方向快速(su)生長。它們相互(hu)接(jie)觸(chu)后，生長受(shou)(shou)阻(zu)，形成(cheng)細晶(jing)(jing)(jing)區(qu)。粗(cu)糙的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)器壁促(cu)進了形核(he)，也是形成(cheng)細晶(jing)(jing)(jing)區(qu)的(de)(de)原因

細晶(jing)帶(dai)形成后，盡管(guan)液(ye)態金屬向(xiang)(xiang)外的(de)散(san)熱(re)速度因結晶(jing)器壁溫度的(de)升高而減慢，但(dan)不銹鋼鑄(zhu)錠截面上(shang)仍然存在較大的(de)溫差。此時，由(you)于上(shang)、下、左(zuo)、右生(sheng)長(chang)晶(jing)體的(de)阻礙，在細晶(jing)帶(dai)底部生(sheng)長(chang)的(de)晶(jing)軸只能向(xiang)(xiang)垂直(zhi)于結晶(jing)器壁的(de)鑄(zhu)錠中心生(sheng)長(chang)，并與散(san)熱(re)方(fang)向(xiang)(xiang)相(xiang)反，從而在柱狀晶(jing)帶(dai)的(de)生(sheng)長(chang)過(guo)程中形成所謂(wei)的(de)具有(you)方(fang)向(xiang)(xiang)性

的(de)(de)柱狀晶(jing)(jing)帶，由于(yu)外(wai)部(bu)(bu)散(san)熱(re)，尚(shang)未凝固的(de)(de)液體(ti)中心部(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)溫度(du)(du)繼續(xu)下降。當它(ta)降低到凝固溫度(du)(du)時，被擠壓到液體(ti)中的(de)(de)顆粒起到晶(jing)(jing)核(he)(he)(he)的(de)(de)作用。由于(yu)以(yi)冷形核(he)(he)(he)的(de)(de)方式(shi)有(you)少量(liang)的(de)(de)形核(he)(he)(he)晶(jing)(jing)粒，結果是(shi)小(xiao)樹枝(zhi)晶(jing)(jing)的(de)(de)數(shu)量(liang)根據(ju)粗(cu)形核(he)(he)(he)生長

細(xi)晶(jing)粒帶(dai)通(tong)常非常薄，對金(jin)屬性(xing)能(neng)沒有(you)重要影響。至于柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)晶(jing)帶(dai)，雖(sui)然晶(jing)體(ti)(ti)本身致密且固態，但在晶(jing)體(ti)(ti)之間(jian)的(de)接(jie)合(he)處聚集了低熔(rong)點雜(za)質(zhi)，結合(he)力很差。在熱態下軋(ya)制和鍛造時，接(jie)頭處容(rong)易開裂。因此，對于包括(kuo)鋼在內的(de)高脆性(xing)金(jin)屬和合(he)金(jin)，預計不會形成(cheng)柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)晶(jing)體(ti)(ti)；對于塑性(xing)良好的(de)合(he)金(jin)，如銅和銅合(he)金(jin)，需(xu)要柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)晶(jing)體(ti)(ti)穿(chuan)透鑄(zhu)(zhu)錠(ding)，以獲得致密的(de)鑄(zhu)(zhu)錠(ding)

在相(xiang)同(tong)的(de)(de)重量條件下(xia)，大多(duo)數液(ye)態金(jin)屬的(de)(de)體積(ji)大于固(gu)態金(jin)屬的(de)(de)體積(ji)（與(yu)水冰相(xiang)反），并且凝固(gu)過程不會(hui)在整個金(jin)屬體積(ji)內同(tong)時進行。因此(ci)，當不銹(xiu)鋼(gang)(gang)錠(ding)逐層結晶時，金(jin)屬體積(ji)會(hui)縮(suo)(suo)小。如果在不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鑄錠(ding)或(huo)鑄件的(de)(de)最后凝固(gu)部分(fen)(fen)沒有液(ye)體補充，則由收縮(suo)(suo)引起(qi)的(de)(de)空洞(dong)稱為縮(suo)(suo)孔和氣孔。縮(suo)(suo)孔體積(ji)大，往(wang)往(wang)集中在不銹(xiu)鋼(gang)(gang)錠(ding)的(de)(de)上部；松散體積(ji)小且分(fen)(fen)布(bu)廣泛

由于(yu)液態(tai)金屬中氣體的(de)溶解量遠大于(yu)固態(tai)金屬，因此在凝固過程中氣體會逐漸(jian)從金屬中析出。在充分緩慢冷卻的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，沉淀氣體可以平靜地排(pai)出不銹(xiu)鋼(gang)錠(ding)(ding)(ding)；在快速冷卻的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，沉淀氣體在不銹(xiu)鋼(gang)錠(ding)(ding)(ding)排(pai)出之(zhi)前留在不銹(xiu)鋼(gang)錠(ding)(ding)(ding)中，形(xing)成氣泡

因此(ci)，除(chu)了上述(shu)三種結構帶外，不銹鋼(gang)錠通常還存在收縮(suo)、氣孔和氣泡等(deng)不足的地方。