混合稀土(La-Ce)对30MnCrNiMo钢组织与性能的影响

为了改善30MnCrNiMo钢板的综合力学性能，向钢中加入微量混合稀土元素，借助全自动淬火膨胀仪测定钢的相变点，制定了钢的热处理工艺，通过显微组织观察及冲击、拉伸性能测试，研究了含稀土与不含稀土两组试验钢的组织与力学性能。结果表明，加入混合稀土La-Ce后，提高了钢的A_c1、A_c3相变点温度，降低了钢的B_s、B_f相变点温度，提升了钢的贝氏体的显微硬度，改善了回火马氏体组织、细化了奥氏体晶粒，变质了钢中夹杂物，提升了钢的冲击性能和拉伸性能，室温冲击功和-40℃低温冲击功分别提升了16.8%和17.4%,抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别提升了15.2%、4.5%和8.3%。     

稀土对HRB400E螺纹钢低温冲击韧性的影响

采用工业试验生产了稀土质量分数为0%、0.016 8%、0.028 5%和0.037 0%的HRB400E螺纹钢,使用DVN(Direct V-notched)冲击试样进行了低温冲击试验,以研究稀土含量对HRB400E螺纹钢低温冲击韧性的影响,并借助OM、SEM、EDS和全自动夹杂物分析仪表征了稀土处理前后螺纹钢的微观组织和夹杂物的形貌、化学成分和尺寸。结果表明,在-20、-40、-60 ℃ 3个试验温度下,试验钢的低温冲击韧性随稀土含量的增加呈现出先升高后降低的趋势。其中,稀土质量分数为0.016 8%的试验钢低温冲击韧性最佳,-20 ℃时其冲击功为276 J,相比未添加稀土的试验钢提高了117%。未添加稀土时,试验钢中的夹杂物主要为MnS、MnO-SiO₂和Al₂O₃,添加0.016 8%稀土后试验钢中MnO-SiO₂和Al₂O₃的比例(数量)大幅降低,MnS的比例明显提高,并生成了小尺寸、形状相对规则的稀土复合夹杂物,从而阻碍裂纹的萌生与扩展,改善了试验钢的低温冲击韧性。然而,过量添加稀土会导致试验钢中稀土夹杂物的尺寸增大,大尺寸的稀土夹杂物促进裂纹扩展,对试验钢的低温冲击韧性具有不利影响。     

稀土对HRB400E螺纹钢低温冲击韧性的影响

采用工业试验生产了稀土质量分数为0%、0.016 8%、0.028 5%和0.037 0%的HRB400E螺纹钢,使用DVN(Direct V-notched)冲击试样进行了低温冲击试验,以研究稀土含量对HRB400E螺纹钢低温冲击韧性的影响,并借助OM、SEM、EDS和全自动夹杂物分析仪表征了稀土处理前后螺纹钢的微观组织和夹杂物的形貌、化学成分和尺寸。结果表明,在-20、-40、-60 ℃ 3个试验温度下,试验钢的低温冲击韧性随稀土含量的增加呈现出先升高后降低的趋势。其中,稀土质量分数为0.016 8%的试验钢低温冲击韧性最佳,-20 ℃时其冲击功为276 J,相比未添加稀土的试验钢提高了117%。未添加稀土时,试验钢中的夹杂物主要为MnS、MnO-SiO₂和Al₂O₃,添加0.016 8%稀土后试验钢中MnO-SiO₂和Al₂O₃的比例(数量)大幅降低,MnS的比例明显提高,并生成了小尺寸、形状相对规则的稀土复合夹杂物,从而阻碍裂纹的萌生与扩展,改善了试验钢的低温冲击韧性。然而,过量添加稀土会导致试验钢中稀土夹杂物的尺寸增大,大尺寸的稀土夹杂物促进裂纹扩展,对试验钢的低温冲击韧性具有不利影响。     

稀土对Gr65钢夹杂物和性能的影响

文章通过工业实验研究了向A572.Gr65钢中加入稀土后对其夹杂物、组织和性能的影响。结果表明,加入稀土之前,钢中夹杂物主要是Al_2O_3和Al_2O_3-Ca O,尺寸约为5μm左右,加入稀土之后,夹杂物变成不足2μm的球状RE_2O_2S夹杂物。并且通过热力学、动力学计算表明,添加稀土之后,钢中最容易生成的夹杂物是RE_2O_2S,而RE~(3+)和Al~(3+)在RE_2O_2S·Al_2O_3中间层中的扩散速率为稀土变质夹杂物的限制性环节。加入稀土后,热轧板微观组织有所细化;冲击和拉伸性能随稀土含量的增加而提高。     

稀土在轴承钢生产中的应用

稀土在钢中可起到脱氧脱硫的净化作用,控制夹杂物的变质作用,合金化作用等。本文通过石钢京诚生产稀土轴承钢的实际情况,验证稀土提高脱氧脱硫效果,降低夹杂物尺寸、数量,并改变夹杂物形状及成份的效果。随机抽取50炉普通轴承钢GCr15/GCr15SiMn与稀土轴承钢GCr15/GCr15SiMn,普通轴承钢O含量6.2×10~(-6)、最大夹杂物36.21μm、夹杂物面积占比0.022%,稀土轴承钢O含量5.7×10~(-6)、最大夹杂物8.96μm、夹杂物面积占比0.005%。通过对成份、气体、夹杂物数量及尺寸、夹杂物的构成进行对比,确定稀土轴承钢合适的稀土加入量,分析稀土对提高轴承钢纯净度、改善轴承钢性能的效果,以及稀土在轴承钢生产中工业应用情况。     

钢中大尺寸稀土夹杂物的金相和透射电镜观察分析

以添加稀土等微合金化元素的5CrNiMo钢为例,通过金相显微镜和透射电镜等手段探讨了大尺寸稀土夹杂物的形成机理.研究表明,钢中大尺寸稀土夹杂物是以两个或多个夹杂物独立形核,长成0.3μm～0.5μm的夹杂物,由于稀土夹杂物的高吸附性,最终可相互吸引合并成为1μm～5μm的大尺寸稀土夹杂物.所形成的稀土夹杂物尽管尺寸具有数量级的差别,但形态呈球状或者近球状及椭圆状,没有尖角,进一步说明稀土元素起到了对夹杂物的变质作用.     

稀土对2Cr13不锈钢夹杂物的变质及对冲击韧性的影响

采用金相、扫描电镜和能谱等分析手段研究了稀土元素铈对2Cr13不锈钢中夹杂物的变质作用以及对冲击性能的影响.结果表明:稀土元素改善了2Cr13不锈钢夹杂物的形貌和大小,未加稀土的钢的断口是典型的解理断裂,加稀土后钢的断口是准解理+韧窝型,韧窝中出现的细小球状稀土硫氧化物夹杂是其转变的主要原因;加微量稀土元素铈的试样低温横向冲击性能比未加稀土的试样大幅度提高,-40℃时提高了54.55%.     

稀土对船板钢组织及低温韧性的影响

测定了稀土对船板的低温韧性的影响,并通过观察不同稀土含量时钢的组织及夹杂物的形貌,研究了稀土对船板钢热轧板断口形貌及对钢中夹杂物形成的影响。研究发现,加入稀土后,钢中的铁素体含量有所增加,而对其晶粒度没有明显的影响;而加入适量的稀土后(RE:0.018%~0.027%),常温下的冲击韧性下降,但在低温情况下的冲击功高于未加稀土的钢样,此时主要存在的稀土夹杂相是:RE-O-S-Ca和RE-S-Ca,而稀土元素与As形成的复合相主要出现在稀土含量较高的样品中,而当钢中稀土含量过高时会形成数量较多、颗粒较大的以氧、硫为核心的稀土、砷复合夹杂,反而会恶化钢的冲击性能。     

Ce对T91耐热钢夹杂物的变质及冲击韧性的影响

为了降低T91铁素体耐热钢中的夹杂物对性能的影响,采用Ce进行变质处理后进行冲击试验,并采用扫描电镜和能谱观察分析冲击断口和显微组织。实验结果表明,Ce对改变T91耐热钢夹杂物的形貌和大小作用明显,未加稀土的钢的断口是韧性穿晶断裂,加稀土后钢的断口是韧窝断裂。韧窝中出现的细小球状稀土硫氧化物夹杂是性能转变的主要原因。稀土对T91钢室温冲击性能提高作用显著,0.016%(质量分数)Ce使T91钢室温冲击功由131 J/cm2提高276 J/cm2。     

含铈IF钢中铈夹杂物的热力学分析及实验研究

研究了含铈IF钢中铈夹杂物生成的热力学规律,以及铈对钢液中Al_2O_3夹杂物的变质机理,并采用扫描电子显微镜及能谱仪观察和分析了IF钢和含铈IF钢中的主要夹杂物,结果表明,铈在氧、硫含量均小于0.0006%的超低氧、硫IF钢中仍能够同时脱氧、脱硫、脱磷,具有净化钢液作用;含铈IF钢中的稀土夹杂物主要为Ce_2O_3、Ce_2O_2S、CeAlO_3夹杂物,各稀土夹杂物呈球状或椭球状,且尺寸均小于2μm,钢中未发现稀土硫化物夹杂;含铈IF钢中的Al_2O_3夹杂物被铈变质为尺寸较小的CeAlO_3夹杂物。     

固溶温度和晶粒尺寸对S31608不锈钢挤压管超低温冲击功的影响

对1060～1020℃固溶、晶粒尺寸50.2～17.6μm的S31608不锈钢(/%:0.065C,16.50Cr, 11.80Ni, 2.2Mo)Φ168 mm×13 mm挤压无缝管进行了20℃和-40～-269℃超低温冲击试验。并用扫描电子显微镜进行冲击断口分析。结果表明,S31608钢在-296～20℃具有较高冲击功,即290～360 J,且晶粒尺寸只对-80℃和-120℃冲击功明显的影响,25.3～50.2μm晶粒钢(1060～1040℃固溶处理)的-80℃和-120℃冲击功为330～360 J,17.6μm晶粒钢(1020℃固溶处理)的-80℃和-120℃冲击功为320～360 J。     

钇基稀土对E36钢板显微组织及冲击性能的影响

运用扫描电镜及能谱等分析手段研究了钇基稀土对E36钢中夹杂物的变质作用以及对显微组织和冲击性能的影响.研究表明,钇基稀土改善了E36钢的显微组织,减少了珠光体的片间距和含量.加入钇基稀土后,E36钢的冲击断口由典型的解理断口变为准解理+韧窝型断口,韧窝中细小球状的稀土夹杂是其转变的主要原因.加入少量的钇基稀土显著改善了E36钢的冲击韧性,尤其是低温冲击性能.在-60℃情况下,E36Re钢的纵向冲击功较E36钢提高了33.5%,横向冲击功提高了113.7%.并且,钇基稀土显著改善了E36钢纵横向冲击性能的差异性,未加稀土E36钢的纵、横冲击比均大于1.70,-60℃条件下达到2.77,而E36Re钢的纵、横冲击比为1.51~1.73.      

稀土对耐磨板NM400低温冲击韧性的影响

摘要：采用双精炼LF+RH的冶炼工艺和2250mm热连轧机组的一步Q&P工艺开发了稀土NM400热轧卷板,运用扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了稀土对钢中夹杂物的变形、组织形态、晶粒度尺寸以及冲击韧性的影响,重点围绕微量稀土元素提高NM400低温冲击功进行机制分析。研究表明,通过添加微量稀土易于钢中［O］和［S］结合,形成近似球状的高熔点RE-S-O化合物,有效地降低MnS和Al2O3-CaO复合夹杂物的形成概率,且在钢液凝固过程中起到异质形核作用,细化产品的显微组织,提高耐磨钢的低温韧性,特别是在-60℃情况下,NM400稀土耐磨钢的横向冲击功较常规NM400耐磨钢提高了92.3%,弥补了常规耐磨钢低温韧性较差的不足,扩展了耐磨钢的使用条件。     

铈对S32550双相不锈钢微观组织及冲击性能的影响

 双相不锈钢兼具奥氏体和铁素体不锈钢的优良性能,多用于船舶、化工、核反应等领域。为了进一步提高S32550双相不锈钢的力学性能和抗腐蚀性能,采用真空感应炉成功冶炼了S32550双相不锈钢,并研究了有无添加稀土铈对其锻造、轧制后的微观组织、夹杂物形貌及冲击性能的影响。结果表明,添加稀土铈可以细化组织晶粒,使形状分布不均匀的铁素体组织与奥氏体组织均匀化;改善夹杂物形貌分布大小,对有害夹杂MnS进行改质,降低硫含量,使多余硫元素与铈反应形成Ce₂O₂S、Ce₂S₂夹杂弥散分布在钢中;另外,添加稀土铈可以提高S32550双相不锈钢在室温和低温(-40、-20 ℃)下的冲击韧性,在低温下可出现韧窝带,降低冷脆效应对钢材的危害。     

常化温度对2.3% Si无取向硅钢2.5 mm热轧板冲击韧性的影响

对900-950℃常化处理后的2.3%Si无取向硅钢进行了室温至100℃的冲击试验,采用扫描电镜观察不同条件下的冲击断口形貌,分析了常化温度对2.3%Si无取向硅钢韧性的影响。结果表明,当冲击试验为室温时,随常化温度的升高,试验钢由韧性断裂逐渐转为脆性断裂,冲击功由21.4J降至12.2J;当冲击温度为100℃时,经900～950℃常化处理后的试验钢冲击功为28.4～33.2J,为韧性断裂;经常化处理后的冲击断口区域夹杂物主要为AlN。     

Role of Rare Earth in Low Sulphur Nb-Ti-Bearing Steel

The effect of rare earth on the microstructures, mechanical properties and inclusions in low sulphur Nb-Ti-bearing steel were investigated. It is shown that the transverse yield point, the traverse tensile strength and elongation of testing steels decrease initially and then rise with increasing content of rare earth. The impact energy values of the testing steels exhibit a contrary trend. Proper amount of rare earth in the steels can improve the anisotropy of impact toughness above -20℃ and it does not affect the type of microstructures which are still composed of ferrites and pearlites, but the pearlite amount increases. On one hand, rare earth cleans the molten steel and reduces the amount of inclusions; on the other hand, rare earth makes the inclusions spheroidizd, refined and dispersed, and thus improves the distribution of inclusions.     

改质工艺对高强度低合金钢夹杂物特性的影响

利用300 t钢包炉工业试验研究了不同夹杂物改质工艺(包括未改质、稀土处理和钙处理)对铝镇静高强度低合金钢夹杂物特征的影响。结果表明,未改质处理炉次钢板中夹杂物为高铝含量的Al-Mg-Ca-O-S-Mn复合夹杂物,夹杂数量密度最小(仅为7.4和9.5个/mm2),但夹杂物平均尺寸大于3 μm,在轧板中检测到不小于20 μm的大尺寸夹杂数量多达0.1个/mm2。而稀土处理炉次钢板试样中夹杂物为球形La-Ce-O-S部分夹杂可能含少量Ca或Al。尽管夹杂数量密度最多达到32.5个/mm2,但夹杂平均尺寸最小(仅为2.3 μm),一个试样中未检测到不小于20 μm的夹杂,另一个试样中基本无不小于20 μm的大尺寸夹杂(仅0.01个/mm2)。钙处理炉次钢板中的夹杂物基本为球形夹杂,夹杂物成分为Ca-Al-S-O,部分夹杂可能含少量Mg或Mn,夹杂数量密度也较大,约为30个/mm2,夹杂平均尺寸为2.7 μm,稍大于稀土处理炉次,基本无尺寸不小于20 μm夹杂(0.01个/mm2)。高温共聚焦显微镜试验表明,稀土处理与钙处理的夹杂物在高温下不容易聚集成大尺寸夹杂物,而未改质炉次中的氧化铝由于与钢液界面张力大,容易聚集形成大尺寸夹杂物。     

Ce含量对U75V钢力学性能的影响

摘要：利用真空感应炉冶炼了含有不同Ce含量的U75V钢,并对其进行热轧。借助Gleeble 1500型热压缩试验机、JB-300B型冲击试验机、HVS-1000硬度测试仪以及Stemi-508显微镜对实验钢的力学性能及显微组织进行了分析。结果表明,相同的压缩温度,由于加工硬化作用大于再结晶的软化作用,峰值应力随着压缩速率的增加而提升;相同的压缩速率,峰值应力随着压缩温度升高而降低。较高的变形温度有利于动态再结晶的发生,流变软化作用更加显著。添加微量稀土后实验钢峰值应力略微降低,由109.54MPa降至104.05MPa,降低了5%,说明添加微量稀土Ce后实验钢的塑性略微提升。随着压缩温度的提升添加多量稀土与微量稀土实验钢的峰值应力没有发生明显变化,即实验钢的塑性没有明显变化。未添加稀土时,当应变速率不变时,峰值应变随变形温度的升高而呈降低趋势。而添加稀土后,压缩温度为1050℃时峰值应变均延迟发生,说明添加稀土Ce改变了U75V钢动态再结晶的驱动力条件。添加稀土会使U75V钢的常温冲击性能降低,微量稀土可以一定程度地提升其低温（-20℃）冲击性能,但是添加过量稀土后实验钢的常温和低温冲击性能均会降低。原始U75V钢的硬度为948.8N/mm2,大大超出国标规定的硬度范围。添加质量分数为13×10-6的稀土Ce后硬度降低为368N/mm2,添加440×10-6稀土Ce后硬度进一步减小至327N/mm2。加入微量稀土元素后有助于U75V钢硬度降低至国标范围的中值。实验钢加入稀土元素,珠光体晶粒尺寸减小,粒状珠光体的数量减少,片状珠光体的数量增加,有利于提高实验钢的力学性能。