高锰高铝钢连铸横向裂纹形成机制：AlN析出与结晶器保护渣性能劣化的协同作用

高锰高铝钢连铸过程中横向裂纹严重影响产品性能。研究人员通过微观形貌分析、热力学计算(Factsage)和高温延展性测试，揭示20Mn23AlV钢裂纹沿奥氏体晶界扩展的机制，发现1300?°C以上AlN夹杂必然析出加剧晶间脆性，同时结晶器保护渣成分变化导致传热不均。该研究为高合金钢连铸工艺优化提供理论依据。

　　

在钢铁冶金领域，高锰高铝钢(20Mn23AlV)连铸时出现的横向裂纹如同"隐形杀手"，严重威胁材料性能。科研人员化身"金属医生"，通过扫描电镜(SEM)这位"显微镜侦探"发现：裂纹喜欢沿着奥氏体(austenite)晶界"偷偷发育"，沿途还堆积了大量氮化铝(AlN)夹杂物这些"破坏分子"。

热力学计算软件Factsage这位"预言家"给出关键线索：在工业生产条件下，只要温度超过1300?°C，AlN这个"晶界破坏者"就必然析出。高温延展性测试这位"体检师"也证实，材料在高温下确实存在"脆性体质"，断裂面检测到大量夹杂物"犯罪证据"。

更有趣的是，结晶器保护渣(mold flux)这个"温度调节师"在连铸过程中发生了"性格突变"——成分变化导致其结晶行为、传热特性和粘度(viscosity)都发生显著改变。这种"状态异常"引发不均匀冷却，就像给钢坯"敷了块不均匀的冰面膜"，最终产生致命的热应力。

这项研究揭示了高锰高铝钢连铸裂纹的"双重作案机制"：AlN引发的晶间脆性(intergranular brittleness)与保护渣性能劣化"狼狈为奸"，共同导演了这场材料失效的"悲剧"。