铸造奥氏体不锈钢的铬镍当量比和相对磁导率_范修谦

铸造奥氏体不锈钢的铬镍当量比和相对磁导率

范修谦

（保定风帆精密铸造制品有限公司）

摘　要　介绍了铸造奥氏体不锈钢中各元素的作用；通过铬当量和镍当量经验公式计算ＣｒＥ／ＮｉＥ。使用不锈钢的ＣｒＥ／ＮｉＥ（成分当量）图估算铸造奥氏体不锈钢中的铁素体含量；使用磁导率检测仪检测相应铸件的相对磁导率，从而验证了铬镍当量ＣｒＥ／ＮｉＥ、铁素体量与相对磁导率的非线性关系。关键词　铬镍当量比；铁素体；相对磁导率

中图分类号　ＴＧ２４９．５ 文献标志码　Ａ　文章编号　１００１－２２４９（２０１１）０５－０４３９－０３ＤＯＩ：１０．３８７０／ｔｚｚｚ．２０１１．０５．０１６

收稿日期：２０１０－１１－２９；修改稿收到日期：２０１０－１２－

２５作者简介：范修谦，男，１９５６年出生，研究员级高级工程师，河北保定风帆精密铸造制品有限公司，河北保定（０７１０５１），电话：１３７０３３６２６１７，Ｅ－ｍａｉｌ

：ｆａｎ２１８＠１２６．ｃｏｍ

奥氏体不锈钢在常温下一般具有单一的奥氏体组

织，

是非磁性的。但在铸造状态下，由于成分偏析及合金含量不同，在奥氏体基体上还会产生其他相，如奥氏体（γ相）的同素异位体（铁素体，Ｆ）等。由于铁素体和奥氏体基体之间的化学成分、力学性能以及热稳定性等方面的差异，在某些场合下铁素体的出现会对奥氏体不

锈钢的性能带来不利影响［

１～３

］。对奥氏体不锈钢材料的力学性能和各元素的含量都有较详细的规定，但对铁素体的含量没有明确的说明。为了保证特殊用途下不锈钢的性能，有客户提出了控制奥氏体铸造不锈钢相对磁导率（μ≤０．２）的要求。可以通过控制不锈钢中起主要作用的合金含量即铬镍当量比来控制奥氏体不锈钢的相对磁导率，

从而也控制了奥氏体不锈钢中的铁素体含量。１　合金元素在奥氏体不锈钢中的作用

奥氏体不锈钢中形成铁素体的Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｏ等元素和促进形成奥氏体的Ｎｉ、Ｃ、Ｍｎ等元素相互作用和补充，使奥氏体不锈钢在多种腐蚀介质中有较好的耐腐蚀性和良好的力学性能。一般地可使用铬镍当量经验公式：铬当量ＣｒＥ＝ｗ（Ｃｒ）＋ｗ（Ｍｏ）＋ｗ（Ｓｉ）×１．５％＋ｗ（Ｎｂ）×０．５％；镍当量ＮｉＥ＝ｗ（

Ｎｉ）＋ｗ（ｃ）×３０％＋ｗ（Ｍｎ）×０．５％定性地估计奥氏体不锈钢中铁素体形成的可能性及相对含量，见图１。另外也可用不锈钢的ＣｒＥ／ＮｉＥ成分当量比对铁素体的含量进行估算，见图２。但上述两种方法使用起来很不方便。而不锈钢磁导率主要取决于钢的化学成分、晶体结构、晶粒组织内应力。奥氏体不锈钢的组织结构、化学成分和钢的铬镍当量紧密相关，因此在不锈钢熔化时取样，使用磁导率测量仪控制磁导率大小，也就控制了奥氏体铸造不锈钢中奥氏体和铁素体的质量分数，也就使奥氏体不锈钢的综合性能达到预期要求

。

图１　室温下不锈钢的组织与铬、镍当量的关系（Ｈａｍｍｏｎｄ

图

）

图２　不锈钢的ＣｒＥ／ＮｉＥ当量比与铁素体含量的关系

２　铬镍当量比ＣｒＥ／ＮｉＥ与相对磁导率的关系

使用光谱分析仪对不同铸件的化学成分进行分析（见表１

）。根据铸件化学成分计算出铸件的铬镍当量比ＣｒＥ／ＮｉＥ。使用ＣｒＥ／ＮｉＥ成分当量图（

见图２）或不锈钢组织状态图（见图１）估算出铸件的铁素体量，估算值见表１。

使用美国Ｐｅｒｍａｂｌｔｉｙ

ｏｍｄｉｃａｔｏｒ＃６３７３磁导率称对铸件的磁导率进行检验，数据见表１。根据表１数据，分别制作ＣｒＥ／ＮｉＥ与相对磁导率μ关系，

见图３。铁素体含量与磁导率μ关系见图４。从ＣｒＥ／ＮｉＥ与相对磁导率关系图３，可看出铬镍当量比ＣｒＥ／ＮｉＥ与相对磁导率μ的关系为非线性关系，随铬镍当量ＣｒＥ／ＮｉＥ的增大，铸造不锈钢的相对磁导率也相应增大。

９

３４精密铸造

特种铸造及有色合金　２０１１年第３１卷第５期

表１　不锈钢铸件的铬镍当量比ＣｒＥ／ＮｉＥ、

铁素体含量与相对磁导率μ关系表％

ｗＢ

Ｃ　

Ｓｉ　

Ｓ　

Ｐ　

Ｍｎ　

Ｎｉ　

Ｃｒ　

Ｍｏ　

Ｃｕ　

Ｔｉ　

Ｆｅ

ＣｒＥ／ＮｉＥ

相对磁导

率μｗ（Ｆ）

／％１　０．０５４５　０．７００３　０．０２７４　０．０２７１　０．６２４６　９．８９４０　１８．７０５　２．２４０４　０．２６０６　０．００２１　６７．４７６　１．２１７２　２．８０　１５．５２　０．０４０９　０．７３７０　０．０１５１　０．０２９７　０．６８０３　１０．６４８　１８．５６５　２．２７８３　０．２４９９　０．００２３　６６．７５７　１．１７４２　２．３０　１３．３３　０．０４２３　１．３１９７　０．０３１３　０．０２７１　１．１３０４　８．７１６９　１８．３４１　０．２０２３　０．２５４４　０．００２３　６９．９２１　１．２１３１　２．７０　１５．１０４　０．０５２０　１．２２９６　０．０３１６　０．０３０１　１．０２４３　８．７２９８　１８．４５６　０．２０２３　０．２５８６　０．００２１　６９．９９３　１．１８７７　２．３０　１３．５５　０．０５２８　０．６５６７　０．０４０９　０．０２６１　０．８８８９　８．６３１６　１８．９３１　０．１５１５　０．２５３２　０．００２０　７０．３８７　１．１６７８　２．２５　１２．５６　０．０５１９　０．６４８３　０．０２６１　０．０２７９　０．６９２１　９．８６１９　１８．６５０　２．１７２１　０．２３６８　０．００３１　６７．６６２　１．１６６　２．１８　１２７　０．０６２１　０．８２５６　０．０２６６　０．０２７１　０．６４６１　１０．１７６　１８．７９８　２．４２８６　０．２３３１　０．００３０　６６．７７２　１．１９５９　２．４５　１４．５８　０．０５５２　０．７９６６　０．０３３０　０．０３０７　６７９８　１０．５１８　１８．３７５　２．７７５１　０．２２０９　０．００３１　６６．４０９　

１．１７０　

２．２０　１３９　

０．０３１３　０．５１８５　０．０１１０　０．０２１３　６７８９　９．０２７６　１８．５１９　０．４９２２　０．２３３８　０．００２１　７０．７２８　１．１５５２　

２．００　１２１０　０．０５１９　０．５８６５　０．０２１３　０．０２１５　０．６５１７　８．６１５８　１８．３０９　０．２７９３　０．２２９２　０．００２０　７１．２００　１．１３６４　１．９０　１１１１　０．０４５８　０．４４８１　０．０１３９　０．０３３１　０．７４８１　１０．７４０　１７．４４５　２．２４０８　０．２５６２　０．００２５　６８．３２０　１．０４２８　１．５０　７１２　０．０４６２　０．５９８１　０．０１５１　０．０２８１　０．６８１９　１３．７４６　１７．４３０　２．６５８１　０．３８４４　０．００２７　６４．４４１　０．９３４７　１．３０　３１３　０．０４４７　０．６１４５　０．０１０２　０．０２０６　０．８３９６　１３．３０７　１７．６６９　２．５０６８　０．３７１８　０．００２３　６４．６１２　０．９３０１　１．２５　２１４　０．０６３１　０．５１１３　０．０１１６　０．０２０１　１．４３９８　９．３３５０　１６．３５２　２．３７８９　０．２３３１　０．００３２　６９．６５１　１．０８１２　１．６０　１０１５　０．０６６２　０．５９１２　０．０１１５　０．０２５４　１．．２０１１　９．８２７６　１６．６９７　２．１２３７　０．２３４９　０．００２７　６９．２１７　１．００３６　１．３０　３１６　０．０７０６　０．５２３１　０．０１０２　０．０２２３　１４７９８　９．１９１７　１６．８９６　２．０３８８　０．２３４１　０．００３３　６９．８２８　１．００９７　１．２５　２１７　０．０７８１　０．５９６９　０．０１８１　０．０２１２　１．４０８１　９．１６９５　１６．６０８　２．１０６０　０．２１６１　０．００３１　６９．７７７　１．０１５７　１．３０　３１８　０．０６７１　０．７８１９　０．０１３６　０．０３０５　０．７２５４　１２．３９８　１６．６９５　２．３０２．０．２１８２　０．００２６　６６．７５３　０．８６７８≤１．１　０１９　０．０６３２　０．７２３１　０．０１１２　０．０２９５　０．７５２６　１２．５２９　１６．６６９　２．２２６１　０．２５４７　０．００２５　６６．７３３　０．８７９０≤１．２　０２０　０．０６６０　０．６８８９　０．０１０２　０．０２８１　０．７５７６　１２．７５３　１６．４９１　２．２２３１　０．２７４７　０．００２１　６６．７０６　

０．８５０

≤１．１　

０

图３不锈钢铸件铬镍当量比ＣｒＥ／ＮｉＥ与相对磁导率μ

的关系图

图４　不锈钢铸件中铁素体含量与相对磁导率μ的关系图

由图４可见，

铁素体含量与相对磁导率μ的关系也是非线性关系，随铁素体含量的增大，不锈钢的相对磁导率也相应增大。

在同等条件下，ＣＦ８Ｍ、３１６、ＳＣＳ１４、１．４５８１等含钼的不锈钢比ＣＦ８、３０４、ＳＣＳ１３、１．４３０８等相对磁导率大。在保证相对磁导率的前提下，必须在熔炼过程中适当增加Ｎｉ、Ｃ、Ｍｎ等稳定和形成奥氏体的元素，或减少Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｏ等稳定和形成铁素体的元素。

３　固溶化热处理对相对磁导率的影响

一般地说，奥氏体不锈钢在铸造状态下会有一定量的铁素体，通过固溶化处理，铁素体含量会有所减少甚至消失，随之钢的相对磁导率也要发生变化。但影响

钢的相对磁导率的主要因素还是钢的化学成分、铬镍当量比。当铸件化学成分（质量分数）：Ｃ为０．０５２　４％，Ｓｉ为０．７０２　８％，Ｓ为０．０１３　２％，Ｐ为０．０３２　２％，Ｍｎ为０．０９％，Ｎｉ为１２．５２２％，Ｃｒ为１８．０５８％，Ｍｏ为２．２１３％，

Ｃｕ为０．３２５　

１％，Ｔｉ为０．００７％，Ｆｅ为６５．９８％时，通过公式计算得ＣｒＥ＝１６．３６２　２％，ＮｉＥ＝１４．０９８％，ＣｒＥ／ＮｉＥ＝

１．１６

。铸态组织见图５，固溶处理后组织见图６

。图５　铸态组织×２５

０

图６　固溶处理后的组织×

２５０

相对磁导率由ＣＤＪ－９６００型振动样品磁强计在测量磁场Ｈ＝２００Ｑｅ下测得的相对磁导率分别为：固溶化处理前μ＝１．０８６；固溶化处理后μ＝１．０３２，

经过固溶化处理，相对磁导率仅降低了５％。

４　结论

（１）当μ＞２．５时，铁素体含量≥１５％，ＣｒＥ／ＮｉＥ≥

１．２；当２＜μ≤２．５，铁素体含量为１０％～１５％，１．１５

０

４４特种铸造及有色合金　２０１１年第３１卷第５期

锡磷青铜水平连铸结晶器一次冷却优化设计

郭丽丽　姜业欣　李学帅　吕文波

（中色奥博特铜铝业有限公司）

摘　要　设计的新型结晶器是在结晶器的上表面增加了出水口的数量，使结晶器上下表面的出水口不对称，克服由于铜液的重力使铸坯在下表面先结晶的缺点，在减小铸坯下表面的冷却强度的同时，还提高了铸坯的结晶中心线，使铸坯的成分均匀，进而改变了铜液对下表面凝壳的压力，降低引锭阻力，使下表面的石墨板的寿命变长。由于上下表面的冷却强度趋于一致，故减少了铸坯中存在的缺陷，使带材的成品率明显提高。

关键词　结晶器；成品率；锡磷青铜

中图分类号　ＴＧ２４９．７ 文献标志码　Ａ　文章编号　１００１－２２４９（２０１１）０５－０４４１－０３

ＤＯＩ：１０．３８７０／ｔｚｚｚ．２０１１．０５．０１７

锡磷青铜的主要元素是Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐ，主要用于弹性材料和高性能的耐磨材料，其中Ｓｎ和Ｐ可提高合金的强度、硬度和弹性［１］。但Ｓｎ熔点低，故在锡青铜为液态时易与氧反应生成氧化锡，而氧化锡是一种硬脆的化合物，会降低合金的力学性能，所以选择在锡青铜中加入Ｐ做脱氧剂［２］。Ｐ在α固溶体中的溶解度不大，锡青铜中的Ｐ含量大于０．５％时会发生共晶－包晶反应生成β相和Ｃｕ３Ｐ，而Ｃｕ３Ｐ具有很高的硬度，能显著提高合金的硬度及疲劳强度。国内厂家普遍采用水平连铸方式生产锡磷青铜［３］，合金主要采用ＱＳｎ６．５－０．１、Ｃ５１９１、Ｃ５２１０等。在生产过程中，易出现起皮（绿色起皮）、划伤、公差不合、辊印、波浪、翘曲等问题。为了达到铸坯上下表面冷却强度均匀，降低铸坯在引锭时磨损程度，延长结晶器的使用寿命，优化了结晶器一次冷却装置。

１　生产工艺

锡磷青铜的熔炼采用工频有芯感应电炉，由于熔体的吸气性强，通常在Ｃｕ液表面覆盖煅烧过的、厚度为１００～１５０ｍｍ的木炭；先后分两次加入Ｐ－Ｃｕ中间合金

脱氧，铸造温度为１　１５０～１　２００℃，铸造速度为１５０～１７０ｍｍ／ｍｉｎ，水压为０．４～０．６ＭＰａ，工艺见图１

。

图１　工艺过程

２　结晶器一次冷却优化设计

２．１　一次冷却设计的原理

在锡磷青铜水平连铸生产时，由于铸造温度为１　１５０～１　２００℃，所以采用分步冷却的原则，分为一次冷却和二次冷却。一次冷却的原理是通过石墨板的导热，将Ｃｕ液的热量传递给Ｃｕ套，Ｃｕ套内流动的一次冷却水将热量带出，使Ｃｕ液由液态变为固态；二次冷却的目的仅使铸坯温度降低。

收稿日期：２０１０－１２－１５；修改稿收到日期：２０１１－０２－１０

第一作者简介：郭丽丽，女，１９８２年出生，工程师，中色奥博特铜铝业有限公司，山东临清（２５２６００），电话：１５８６５７４４４１９，Ｅ－ｍａｉｌ：２５１５７２０５７＠ｑｑ．ｃｏｍ

≤ＣｒＥ／ＮｉＥ＜１．２；当１．６＜μ≤２时，铁素体量为５％～１０％，１．０８≤ＣｒＥ／ＮｉＥ＜１．１５；当１．０＜μ≤１．６时，铁素体量为０～５％，０．９≤ＣｒＥ／ＮｉＥ＜１．０８；当μ≤１．０时，铁素体量为０，ＣｒＥ／ＮｉＥ＜０．９。

在铸造奥氏体不锈钢时，就可使用磁导率检验仪定量对样件或铸件的组成成分、晶体组织结构进行分析检验，判定钢中的铁素体量，使不定量变成定量，方便快捷简单。

（２）由于Ｎｉ，Ｍｏ成本较高，在配料时，可在化学成分要求的范围内，优化设计各种元素质量分数，使铸件内在质量受控，同时也可降低成本。

（３）一般地，奥氏体不锈钢相对磁导率应控制在１．２≤μ≤２．５，１．００≤ＣｒＥ／ＮｉＥ≤１．２，特殊控制在１．２≤μ≤２．０，１．０８≤ＣｒＥ／ＮｉＥ≤１．１５。如果ＣｒＥ／ＮｉＥ≤０．９，虽然理论上在铸件内部没有铁素体，但经固溶热处理后，在奥氏体晶界处析出网带状金属化合物，从而也对奥氏体不锈钢的综合性能产生影响。

参　考　文　献

［１］　韦世鹤，韦民，董明禹．免固化处理精铸高性能奥氏体不锈钢研究［Ｊ］．特种铸造及有色合金，２０００（２）：１－３．

［２］　王正樵，吴幼林．不锈钢［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９１．

［３］　韦世鹤，黄道明．复合精炼剂对提高不锈钢力学性能及耐腐蚀性能的作用［Ｊ］．华中理工大学学报，１９９５（１）：１１３－１１７．

（编辑：张正贺）

１

４

４

连续铸造特种铸造及有色合金　２０１１年第３１卷第５期

Ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇｒｅｅｎ　Ｓａｎｄ　Ｌｏｗ　ＰｒｅｓｓｕｒｅＣａｓｔｉｎｇｓ　Ｗｕ　Ｗｅｎｃｈｅｎｇ，Ｈａｏ　Ｑｉｔａｎｇ，Ｌｉ　Ｑｉａｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎｏｒｔｈ－ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ，Ｃｈｉｎａ）２０１１，３１（５）０４３６－０４３８

Ａｂｓｔｒａｃｔ　ＺＬ１１４Ａｐｌａｔｅ　ｃａｓｔｉｎｇｓ　ｗｉｔｈ　１０ｍｍ　ａｎｄ　２５ｍｍ　ｉｎ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃａｓｔ－ｉｎｇ．Ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓ－ｓｕｒｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｌａｔｅｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｐｌａｔｅ　ｃａｓｔ－ｉｎｇｓ　ｗｉｔｈ　２５ｍｍ　ｉｎ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ａｒｅ　ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｓｅｑｕｅｎ－ｔｉａｌ　ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇｒａｄｉｅｎｔｆｒｏｍ　ｒｉｓｅｒ　ｔｕｂｅ　ｔｏ　ｐｌａｔｅ　ｅｎｄ．Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ｅｘｅｒｔｅｄｏｎ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｆｅｅｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈ　ｒｉｓｅｒ　ｔｕｂｅ．Ｆｏｒ　ｐｌａｔｅ　ｃａｓｔｉｎｇｓ　ｗｉｔｈ　１０ｍｍ　ｉｎｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｗｈｏｌｅ　ｐｌａｔｅ　ｃａｓｔｉｎｇｓ　ｔｅｎｄ　ｔｏ　ｍｕｓｈｙ　ｓｏｌｉｄｉｆｉ－ｃａｔｉｏｎ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｒａｐｉｄ　ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ，ａｎｄ　ｔｈｅｆｅｅｄｉｎｇ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ａｔ　ｌｏｃａｌ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｆｉｌｌ－ｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　４０ｍｍ／ｓ　ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆｓｍｏｏｔｈ　ｌａｍｉｎａｒ　ｍｏｌｔｅｎ　ｆｌｏｗ　ｆｏｒ　ｂｏｔｈ　１０ｍｍ　ａｎｄ　２５ｍｍ　ｔｈｉｃｋ　ｐｌａｔｅ　ｃａｓｔｉｎｇｓ．

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Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：Ｃｈｒｏｍｉｕｍ　Ｎｉｃｋｅｌ　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ，Ｆｅｒｒｉｔｅ，Ｒｅｌａｔｉｖｅ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ

Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｐｒｉｍａｒｙ　Ｃｏｏｌｉｎｇ　ｉｎ　Ｍｏｕｌｄ　ｆｏｒＢｒｏｎｚｅ　Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｃａｓｔｉｎｇ　Ｇｕｏ　Ｌｉｌｉ，ＪｉａｎｇＹｅｘｉｎ，Ｌｉ　Ｘｕｅｓｈｕａｉ，ＬüＷｅｎｂｏ（ＣＮＭＣ　Ａｌｂｅｔｔｅｒ　Ａｌ－ｂｒｏｎｚｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｎｑｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）２０１１，３１（５）０４４１－０４４３

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ａ　ｎｅｗ　ｍｏｕｌｄ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙ　ａｄｄｉｎｇ　ｏｕｔｌｅｔｎｕｍｂｅｒｓ　ｏｎ　ｕｐｐｅｒ　ｓｕｒｆａｃｅ，ｗｈｉｃｈ　ｍａｄｅ　ａｓｙｍｍｅｔｒｙｏｕｔｌｅｔ　ａｔ　ｕｐｐｅｒ　ａｎｄ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅ　ｍｏｕｌｄ　ｎｏｔｏｎｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆｔｈｅ　ｂｉｌｌｅｔ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｈｅ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ　ｍｉｄｄｌｅｌｉｎｅ　ｔｏ　ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｉｌｌｅｔｓ　ａｓ　ａ　ｒｅｓｕｌｔｏｆ　ｏｖｅｒｃｏｍｉｎｇ　ｇｒａｖｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｐｐｅｒ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｂｏｔ－ｔｏｍ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｈｅａｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ　ｃｏｕｌｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｌｉｆｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｐｌａｔｅｏｎ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｂｙ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｐ－ｐｅｒ　ｏｎ　ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ　ｓｋｕｌｌ　ａｔ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｏ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄｕｍｍｙ　ｄｒａｇ　ｆｏｒｃｅ．Ｄｅｆｅｃｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｉｌｌｅｔｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅ－ｃｒｅａｓｅｄ　ａｓ　ａ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｂｅ－ｔｗｅｅｎ　ｕｐｐｅｒ　ａｎｄ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｕｒｆａｃｅ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄｏｆ　ｓｔｒｉｐ．

Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：Ｍｏｕｌｄ，Ｙｉｅｌｄ，Ｂｒｏｎｚｅ

Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＣＲ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｚｏｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆＯｘｙｇｅｎ　Ｃｏｎｔｅｎｔ　Ｚｈａｎｇ　Ｗｅｉｑｉ，Ｙｅ　Ｂｉｎｍｉｎ（ＪｉａｎｇｘｉＣｏｐｐｅｒ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｗｉｒｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｘｉ，Ｃｈｉｎａ）２０１１，３１（５）０４４４～０４４６

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ＳＣＲ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｚｏｎｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｏｘ－ｙｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｐｐｅｒ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｏｓｔ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｉｎｎｏｖａｔｅｄ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｌｉｎｅ．Ｂｙ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　ａ　ｓｅ－ｒｉｅｓ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｏｘｙｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｐｐｅｒ　ａｌｌｏｙｗａｓ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．

Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ＳＣＲ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｚｏｎｅ，Ｃｏｐｐｅｒ　Ｒｏｄ，ＯｘｙｇｅｎＣｏｎｔｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｃｌａｄｄｉｎｇ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｗｉｒｅ　ｂｙＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｃａｓｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ａｉｒ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｚａｎｇ　Ｂｏｌｉｎ，Ｚｈａｏ　Ｙｏｎｇｌｏｎｇ，Ｌｉａｎｇ　Ｈｅ，Ｗｕ　Ｃｈｕｎｊｉｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉ－ｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）２０１１，３１（５）０４４７～０４４９

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｃｏｐｐｅｒ　ｃｌａｄｄｉｎｇ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｒｏｄ　ｗｉｔｈ　８ｍｍ　ｉｎｉｎｎｅｒ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　２ｍｍ　ｉｎ　ｃｏｐｐｅｒ　ｌａｙｅｒ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｗｅｒｅ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｍａｄｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｅｌｆ－ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒ　ｃｏｐｐｅｒ　ｃｌａｄｄｉｎｇ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｗｉｔｈａｉｒ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｒｏｄｓ　ｅｘｈｉｂｉｔ　ｇｏｏｄ　ｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｌｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．ＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｈｅａｒ－ｉｎｇ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｔｈａｔ　ｃｏｐｐｅｒ　ｃｌａｄｄｉｎｇ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｒｏｄ　ｈａｓ　ｕｎｉｆｏｒｍ　ｔｈｉｃｋ－ｎｅｓｓ，ａｎｄ　ｃｏｐｐｅｒ－ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｎｅｒ　ｅｘ－ｈｉｂｉｔｓ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｗｉｔｈ　ｓｏｍｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｒｅａｌｉ－ｚｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｂｏｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｉｎｎｅｒ　ａｎｄ　ｏｕｔｅｒ　ｍｅｔａｌ．Ｃｏｐ－

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