稀土对HRB400E热轧钢筋连铸坯夹杂物的影响

为了探究稀土对HRB400E钢中非金属夹杂物的影响,采用扫描电镜(SEM)、夹杂物自动分析系统(OTS)对不加稀土连铸坯(S质量分数0.023%,O质量分数0.006%)和加稀土连铸坯(S质量分数0.027%,O质量分数0.011%,La+Ce质量分数0.020 6%)中的夹杂物进行了对比分析。结果表明,加入稀土后硫化锰类(MnS)夹杂物数量所占比例约70%,变化不大,主要改性了二氧化硅-硫化锰类(SiO₂-MnS)、硅酸盐类(Silicate)和硅酸盐-硫化锰类(Silicate-MnS)夹杂物,使其比例分别从18.46%下降到2.86%, 5.54%下降到0.40%和4.00%下降到1.15%,并生成了稀土复合氧化物-硫化锰类(REO-Oxide-MnS)、稀土复合氧化物类(REO-Oxide)等稀土夹杂物,所占比例分别为15.78%和5.88%。加入稀土后粒径为[1,10]μm夹杂物密度上升,粒径大于10μm的夹杂物密度下降,夹杂物总体密度从154个/mm²上升到170个/mm²,平均尺寸从2.52μm略微上升到2...     

含钇E36船板钢夹杂物改性

为了研究钇对E36船板钢中夹杂物成分和形貌的影响,对钇处理后E36船板钢中典型夹杂物进行热力学计算,并通过扫描电镜及能谱仪对钇处理前后E36船板钢中夹杂物进行检测分析,观察典型夹杂物形态和尺寸。结果表明,未添加稀土钇的E36船板钢主要为长条状MnS夹杂物;添加稀土钇后,钢中夹杂物主要为球状或类球状的含钇复合夹杂物。当钢中钇质量分数为0.007 8%时,夹杂物主要为球状或类球状的Y₂O₂S夹杂物和Y₂O₃夹杂物;当钢中钇质量分数增加至0.037 7%时,夹杂物改性为球状或类球状Y₂O₂S夹杂物、YS夹杂物和Y₂O₃夹杂物。     

碲处理控制钢中硫化锰夹杂物综述

随着钢铁工业向高速化、精密化方向发展，通常在钢中加入硫元素以提高钢的可加工性。钢中硫化锰夹杂物的形貌及分布对钢材性能有重要影响，硫化锰夹杂物控制的目标是避免大尺寸硫化锰的产生，得到尽可能细小、均匀分布的纺锤状硫化锰。易切削钢通过添加适当的硫元素并控制硫化锰夹杂物的大小和形态，在保证强度和韧性的基础上，可以获得优良的可加工性。碲的加入可以调节钢中硫化物的尺寸和形貌，在凝固过程中硫化锰夹杂物被改性为碲化锰与硫化锰的复合夹杂物，这类夹杂物通常为球形或近球形，降低了大尺寸枝晶型硫化锰所占比例，改善钢的力学性能和切削性能。当钢中碲硫质量比高于0.2时，钢中硫化物的长径比会显著降低，钢的可加工性和切削性能会得到提高。总结和阐述了碲处理对钢中硫化锰夹杂物的改性机理以及碲对钢材切削性能的影响规律和机理，可为碲在钢铁工业应用中的进一步研究和开发提供参考。     

稀土La对Ferrium S53超高强度钢组织和性能的影响

Ferrium S53钢作为第3代超高强度不锈钢的典型代表，是海洋环境下耐腐蚀起落架用钢的候选材料之一。稀土是有效的钢液净化剂和提高超高强度钢韧性的重要元素。因此，采用真空感应炉冶炼了无La和微量稀土La处理的Ferrium S53钢，通过光学显微镜、扫描电子显微镜、金属摆锤冲击试验机和万能拉伸试验机对Ferrium S53钢中非金属夹杂物、微观组织和力学性能进行了分析。结果表明，Ferrium S53钢中添加质量分数为0.003%的La后，S质量分数降低至0.006 0%;钢中非金属夹杂物变性为La₂O₂S和LaAlO₃等稀土复合夹杂物，这种夹杂物的变性同步提升了实验钢的强度和塑性，抗拉强度由(1 975±16.6) MPa提升至(2 029±4.8) MPa;塑性由10.77%±0.07%提升至13.76%±0.42%。最后，通过热力学计算进一步解释了稀土La处理钢中夹杂物的生成稳定区域。     

稀土对连铸10MnNbRE钢中夹杂物的影响

本文研究了在连铸结晶器内加入混合稀土金属丝,控制钢中夹杂物形态和特性的作用规律。采用这种稀土加入方法能明显改善钢的综合机械性能,尤其是低温冲击韧性和弯曲塑性。稀土元素与钢中氧、硫作用生成稀土夹物,消除了沿轧制方向延伸的硫化锰夹杂的有害影响。在大型连铸板坯中稀土加入量以RE/S=1.8～2.5为宜,稀土添加量过多,将会产生夹杂物聚集,使钢的性能下降。     

Ce对IF钢显微组织和力学性能的影响

采用向IF钢中添加微量Ce元素的方法,研究不同Ce含量对IF钢组织和性能的影响。借助于金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能拉伸试验机等检测手段,对添加Ce的IF钢的显微组织、夹杂物和力学性能进行了表征和分析。结果表明,IF钢中加入微量Ce可明显改善钢的显微组织,晶粒得到细化,且随着Ce含量的增加,分布更加均匀;同时钢中夹杂物得到变性,由原来多边形的Al2O3和TiN复合夹杂转变为椭球状或球状的含Al、Ti的稀土复合夹杂。钢中Ce含量达到0.0042%时,其抗拉强度、屈服强度、延伸率及洛氏硬度比未加Ce的IF钢分别提高了44%、37%、13%和59%。     

铈对新型超级双相不锈钢2707HD夹杂物变性的影响

为了提高钢的洁净度,实现夹杂物无害化控制,研究了稀土铈对新型超级双相不锈钢2707HD中夹杂物变性行为的影响。通过热力学计算,初步判定了加入铈后钢液中可能生成夹杂物的类型。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和Image-Pro6.0软件对钢中夹杂物的尺寸、形貌和类型进行表征和分析。结果表明,当铈的质量分数为0.03%时,钢中尺寸小于1和1~2μm夹杂物的比例均增加,而大于2μm夹杂物的比例下降;当铈的质量分数为0.06%时,小于2μm夹杂物的比例下降,并且有大于5μm的夹杂物生成。铈使不规则的Al_2O_3夹杂物变性为规则的Ce_2O_3和Ce_2O_2S稀土夹杂物,并伴有Ce_2O_3-Ce_2O_2S和CeAlO_3-Ce_2O_2S复合夹杂物的生成,有效减少了钢中不规则夹杂物的数量。     

钇含量对铝脱氧含钛不锈钢中夹杂物的影响

 以T4003铁素体不锈钢为研究对象,采用热力学计算与实验室试验的方法,对钇质量分数为0、0.007 0%、0.014 0%和0.023 0%的不锈钢中夹杂物进行了分析,研究了稀土元素钇含量对T4003铁素体不锈钢中夹杂物的影响,总结了不同钇含量对钢中夹杂物影响的规律。首先通过计算夹杂物的生成吉布斯自由能变预测了钢中生成的夹杂物种类,总结了不同钇含量试验钢中不同夹杂物的生成吉布斯自由能变随温度的变化规律。计算结果与扫描电镜对钢中夹杂物的检测结果一致。研究表明,不含钇的T4003不锈钢中夹杂物主要为尺寸不均匀的均相TiN夹杂物及少量Al₂O₃、Mg-Al-O、Ca-Ti-O与TiN的非均相复合夹杂物,添加钇后钢中夹杂物主要为小尺寸的TiN和部分以Y₂O₃和Y₂O₂S为核心表面包裹TiN的复合夹杂物。随着钢中钇含量的增加,钢中夹杂物的总含量先增加后减少,夹杂物平均直径先减小后增大。夹杂物中氧化物的改性路径为MgAl₂O₄-CaO-TiO_x→MgAl₂O₄-Y₂O₃-(CaO-)TiO_x→Y₂O₃-TiO_x→Y₂O₃-Y₂O₂S及Y₂O₃和Y₂O₂S。试验钢中含TiN夹杂物的数密度与面积分数先增加后减少,平均直径先减小后增大。钇的加入使钢中小于4 μm的小尺寸含TiN夹杂物数量增多,但钇的加入量过高时,含TiN夹杂物的细化程度减弱。当钢中钇质量分数为0.007 0%与0.014 0%时,渣中含TiN夹杂物的尺寸明显减小,大尺寸的含TiN夹杂物数量显著减少。     

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。     

管线钢生产中LF精炼炉的冶金效果分析

对管线钢生产中LF炉的脱硫、净化钢液及夹杂物变性等冶金功能进行了试验研究.结果表明:①武钢管线钢生产中,LF炉的平均脱硫率达到了55%,全氧及显微夹杂物的去除率分别为43.3%,44.4%,LF炉的脱硫及净化钢液的效果良好;②硅钙合金的加入,不仅把蔟状的Al2O3夹杂变成球状、低熔点的钙铝酸盐夹杂,同时消除了条状硫化锰夹杂,这对管线钢提高抗HIC性能非常有利;③硅钙线吨钢加入量为0.7kg时夹杂物变性效果不理想,应适当增加硅钙线的加入量.     

稀土对B级船板钢冲击韧性的影响

利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS),研究了不同稀土含量对B级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,在B级船板钢中加入稀土后,稀土元素La、Ce能够与钢中的As相互作用形成复合相;稀土在钢中起到变质夹杂物的作用,从而提高了钢的低温冲击韧性;在本实验中,稀土的最佳含量为0.019%。     

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。     

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.     

稀土钇对4.5％Si无取向硅钢成品板组织和磁性能的影响

采用4种不同稀土钇（Y）质量分数(0、0.006 %、0.012 %、0.016 %)的无取向4.5 %Si钢,探究了稀土Y对4.5 %Si钢成品板微观组织和磁性能的影响。研究表明,稀土Y可以将纳米级方形TiN、Al2O3夹杂物有效变质为球状TiO2、Al2O3、Y2O2S复合夹杂物,粗化夹杂物的尺寸,减少0~500 nm弥散细小的夹杂物的数量,因此添加适量Y可以使得4.5 %Si钢成品板晶粒长大速率加快,晶界迁移激活能减少,磁畴与晶界和夹杂物的相互作用的损耗减少,铁损降低。但过量Y会使细小夹杂物继续增多,晶界钉轧作用增强,成品板晶粒尺寸降低。在退火过程中,由于{111}取向晶粒易在微细夹杂物附近优先形核长大,稀土的添加降低了夹杂物密度,且稀土在晶界的富集减小了{111}晶粒在晶界的形核优势,因此稀土Y的添加削弱了γ织构的强度。结果表明,含0.012 %Y的试样的B50最高为1.655 T,在各频率下的铁损最低,分别为P1.0/50=1.41W/kg、P1.0/400=19.28 W/kg、P1.0/1000=77.69 W/kg。     

稀土元素铈对精密模具用不锈钢组织性能的影响

为了提高精密模具用不锈钢的性能,在3Cr13马氏体不锈钢中添加质量分数为0.002%的稀土元素铈(Ce),经淬火+回火处理后,采用金相观察、SEM、拉伸试验、冲击试验和硬度测试等方法,研究了Ce对3Cr13马氏体不锈钢组织及力学性能的影响。结果表明：Ce能细化淬火+回火后的马氏体组织,使其晶粒大小趋于一致,“白块区”马氏体分布更加均匀,使试验钢屈服强度和抗拉强度提高了100 MPa以上,0℃低温冲击韧性提高了62 J/cm²,HV₁₀硬度值提高了48。同时Ce改变了试验钢低温冲击试样的断口形貌,减少了夹杂物引起的“孔洞”缺陷,阻碍了裂纹的扩展,提高了试验钢的低温冲击韧性。     

稀土处理的无取向硅钢夹杂物控制研究进展

 冷轧无取向硅钢磁性能受钢材化学成分、夹杂物分布、再结晶组织等因素的影响,对炼钢工艺技术具有很高的依赖性。长条状或带有棱角的夹杂物通常比球形夹杂物对矫顽力和磁滞损耗的影响更大,而对磁性能影响较大的夹杂物主要为尺寸小于0.5 μm的夹杂物。总结分析了稀土处理对无取向硅钢夹杂物的影响,包括粗化夹杂物、减少钢中微细夹杂物数量和对夹杂物的球化作用。稀土元素具有很强的脱氧能力,能够有效净化钢液。添加稀土后,钢中生成的稀土氧化物或稀土氧硫化物通常呈球状或近似球状,并且由于稀土元素具有较高的表面活性,生成的微细夹杂物在钢液中更容易聚合长大,可以达到夹杂物改性和粗化的效果。稀土硫化物和稀土氧硫化物熔点高、固溶难,在再加热过程中能够有效减少硫元素的固溶量,抑制冷却过程中细小MnS的析出。此外,AlN、MnS等容易在稀土夹杂物表面析出,由此进一步减少了细小析出物数量。稀土还有改善成品织构的作用,存在最佳的添加量。同时对国内外无取向硅钢冶炼过程中的稀土添加工艺也进行了分析,当前以钢包加入法为主,通过真空下添加稀土,添加稀土前使用Al、Si等对钢水预先脱氧并喷吹脱硫剂,加入稀土后对钢水进行充分搅拌,可以保证稀土处理效果,但在连铸过程中仍存在因稀土夹杂物导致的水口结瘤问题有待研究解决。     

SWRS82B钢中稀土元素对氧化铝改性的晶体学

 为了深入研究与控制SWRS82B钢中氧化铝夹杂,针对添加稀土元素铈研究其对氧化铝的改性问题,通过热力学以及边-边匹配模型对稀土夹杂物的析出条件和Al₂O₃与稀土氧(硫)化物之间、γ-Fe和稀土氧(硫)化物之间的原子间错配度进行计算,探究稀土铈夹杂物作为Al₂O₃和γ-Fe异质形核的有效性,进而证明稀土铈元素对B类氧化铝夹杂物改性的有效性,提高钢材性能。计算结果表明,在0~2 000 K的温度区间上,生成CeAlO₃夹杂物反应的吉布斯自由能最低,且在同等条件下铈氧(硫)化物生成的可能性偏低,稀土铈氧(硫)化物可以作为Al₂O₃异质形核的核心,且稀土铈氧(硫)化物可以作为γ-Fe异质形核的核心;Al₂O₃可在稀土铈氧(硫)化物上有效形核,且Al₂O₃优先在Ce₂O₂S上发生异质形核;γ-Fe可在Al₂O₃和稀土铈氧(硫)化物上有效形核,且γ-Fe优先在Al₂O₃上发生异质形核,使得形状不规则的氧化铝夹杂物转变为近球形的铈铝酸盐夹杂,揭示SWRS82B钢中非金属夹杂物的变性机理,为提高SWRS82B钢中脆性夹杂物转变为塑性夹杂物处理的实际效果提供理论依据。     

稀土对中碳铬钼钢组织及低温韧性的影响

测定了稀土对中碳铬钼钢的横向低温冲击的影响,通过观察不同稀土含量的钢的夹杂物形貌及奥氏体晶界,研究了稀土对中碳铬钼钢夹杂物形成的影响。研究发现：中碳铬钼钢加入少量稀土通过夹杂物变形、奥氏体晶粒细化,能够提高横向冲击韧性。     

稀土Y对6.5%Si高硅钢拉伸性能的影响

6.5%Si高硅钢具有高磁导率、低铁损、几乎为零的磁致伸缩等优良软磁性能, 具有广阔的应用前景。然而, 室温硬脆的B2和DO₃有序结构出现阻碍了其生产和应用。文章研究了在200~800 ℃下, 稀土Y对6.5%Si高硅钢拉伸性能的影响, 利用EBSD、EPMA、XRD和TEM等技术研究了稀土Y对6.5%Si高硅钢显微组织及有序结构的影响。结果表明, 细小的Y₂O₃和Y₂O₂S等稀土化合物能够作为有效形核剂细化组织; 稀土Y的加入不仅细化了有序畴, 而且降低了有序相含量、有序度和硬度; 200~600 ℃含0.03%Y高硅钢的断裂延伸率高于无稀土高硅钢, 200~400 ℃含0.03%Y高硅钢的抗拉强度高于无稀土高硅钢, 在6.5%Si高硅钢添加稀土Y造成晶粒细化和有序度降低是其韧塑性提高的重要原因。