The Development of "Macro Analyzer" and Its Application to Steel Analysis

Kitamura, Koicki; Kawashima, Katsuhiro; Soga, Hiromu; Ogawa, Hiroyuki; Saeki, Tsuyoshi; Sato, Mitsuyoshi; Kaneko, Jun

doi:10.2355/tetsutohagane1955.70.16_2294

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“…Another patent has described the use of emission spectrometry as applied to the rapid analysis of inclusions and segregated zones by positioning a slit of appropriate size over the inclusion to be excited by arc discharge (352). A large-area mapping computer-controlled electron probe analyzer (Macroanalyzer) with a color graphic display has expanded the practical steel area that can be characterized by electron probe analysis and has been used to evaluate inclusions in continuous cast slabs (246). Microanalytical and microdiffraction capabilities are embodied in a combination transmission electronic microscopy-scanning transmission electronic microscopy (TEM-STEM) instrument with a field emission gun that has been demonstrated for the analysis of constituents in double carbide particles and other carbides in high-alloy steels (70).…”

Section: Inclusionsmentioning

confidence: 99%

Ferrous analysis

Straub¹

1987

Anal. Chem.

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confidence: 99%

Ferrous analysis

Straub¹

1987

Anal. Chem.

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Analysis of Macrosegregation in Laboratory-Scale Experiment Using Al-Cu Alloy

Satou¹,

Esaka²,

Shinozuka³

2013

Tetsu-to-Hagane

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1. 緒言鋼の大型 IC や連鋳鋳片に見られるマクロ偏析は古くから製品品質に直結する重大な問題として，生成機構にかかわる研究開発は精力的に行われてきた 1-10) 。それらの成果により，品質レベルは格段に向上したと考えられる。しかし，近年の鋼材の高級化志向，あるいは品質要求レベルの厳格化のために従来は問題とならなかった軽微な偏析が問題点として顕在化される 11) など，偏析問題は今日でも重要な解決すべき問題点と考えられている。マクロ偏析低減技術の考え方のひとつに，凝固組織制御によるマクロ偏析改善 12-14) ，というものが挙げられる。それは主として等軸晶化によるものであり，鋳片断面の中に占める等軸晶領域の割合である，等軸晶率を用いて整理され，製造現場においても管理されている。しかし，等軸晶の粒径やその形態がどのように影響するかについてはほとんど検討されていない。そこで本研究では等軸晶率ではなく，等軸晶径やその形態のマクロ偏析に対する影響を解明することを最終目標とし，第一段階としてできるだけ単純な形の鋳片を鋳造する小型実験において，マクロ偏析の再現を試みた。小型実験でのマクロ偏析再現による生成メカニズムの解明についてはいくつかの報告例がある 15-20) 。マクロ偏析生成には凝固の末期に溶質を濃縮した液相が樹間を流動する必要があることから，鋳型形状に工夫を凝らしたものが多い。そのため，得られる鋳片は断面積が大きく異なるもの，テーパーが強くついているものなど，形状が複雑であり，マクロ偏析モデル解析までを展望すると困難が予想される。したがって，鋳片形状はできるだけ単純であることが望ましい。また，凝固組織制御によるマクロ偏析低減の可能性を検討するためには，凝固組織をある範囲にわたって制御する必要があるが，溶鋼を用いた小型実験ではその実施は困難である。そこで，Ti-B 系の凝固組織微細化剤 21) の存在が知られている Al 合金に着目した。先行研究では Al 合金を用いてマクロ偏析の生成を実験的に解析した例もあるため 22,23) ，鋼の凝固の際に生起するマクロ偏析を解析するための代替材料として適していると判断できる。そこで本報告では Al 合金を用いた小型実験によるマクロ偏析の再現について述べる。 2. 実験方法鋳片全体としては単純な直方体とし，鋳型の一部に局所論文アルミ合金を用いた小型実験でのマクロ偏析の解析佐藤文人 1) ・江阪久雄 2) ＊・篠塚計 2)Synopsis : Macrosegregation is directly related to the performance of steel products. So many research works have been performed to tackle this problem. Quality of steel products have been increased remarkably, though, we have still some problems of macrosegregation. In this study, in order to investigate the relationship between solidified structure and macrosegregation, model experiments using Al-10 mass%Cu alloy have been carried out. A mold, which can form macrosegregation in the central region of the small ingot, has been newly developed. About 520 g of Al-10 mass%Cu alloy was used for experiment, changing casting temperature ranged from 650 ºC to 850 ºC. Areal fraction of eutectic structure was characterized for macrosegregation. When this value exceeded 0.23, which was evaluated using Scheil equation, it was defined that macrosegregation formed in the solidified shell. Primary crystals bridged together and free liquid flow was prevented near the chill plate. Therefore, the negative pressure increased and relatively high suction force acted through the mushy zone near the chill plates. Thus, remained liquid in the interdendritic region, which had high solute content, flew into the bottom area. After complete solidification, there remained large shrinkage and macrosegregation below the chill plated region. On the other hand, near or above the chill plate region, negative segregation and/or small porosity formed.

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