稀土元素Ce及热处理对过共析轨钢组织及力学性能的影响

研究了稀土元素Ce及热处理对过共析轨钢中夹杂物、微观组织形貌及力学性能的影响规律。结果表明,热处理促进稀土Ce在界面偏聚,充分发挥Ce细化珠光体片间距、净化强化晶界及变质细化脆性夹杂的微合金化作用,并使相变过程充分进行,最终获得均匀连续的精细珠光体片层结构。Ce细化热处理过共析轨钢中珠光体片间距细化至87 nm,细化率高达43.8%,同时细化长条状MnS-MgO夹杂并变为近球状稀土夹杂物,使过共析轨钢获得最佳力学性能,抗拉强度可达1378 MPa,硬度达380 HBW,断面收缩率提高至23.95%,拉伸断口呈现韧性断裂特征。     

稀土Ce对纯镍组织和断口的影响

本文通过真空熔炼,在纯镍N6中添加稀土元素Ce。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等技术,研究了稀土Ce对纯镍N6中夹杂物、组织和断口的影响。结果表明,添加稀土Ce能够有效净化纯镍N6熔体,使熔体中夹杂物的数量显著减少,改变夹杂物的形状,减小夹杂物尺寸,但收得率仅为21%;少量Ce的氧化物夹杂呈菱形而残留在镍基体中,分布在晶界处;添加稀土Ce的N6板材拉伸断口韧窝均匀,且少有孔洞;部分稀土Ce与Ni生成金属间化合物,在塑性变形过程中容易发生破碎,且冶金结合较弱,容易形成裂纹源,对N6板材的力学性能有严重影响。     

稀土Ce对含Sn高磁感无取向电工钢磁性能及夹杂物的影响

研究Ce的添加对含Sn高磁感无取向电工钢磁性能及夹杂物的影响。对比分析了两种成分钢的磁性能以及各过程工艺条件下夹杂物种类和分布情况。结果表明,在含Sn高磁感无取向电工钢中加入稀土元素Ce可以粗化夹杂物,提高成品晶粒的均匀性,有效降低铁损;同时Ce的添加不影响Sn元素提高磁感的效果,磁感保持不变。     

稀土铈在重轨钢中的行为机制研究

进行了在纯铁和重轨钢中添加稀土金属Ce的试验,并对铈和磷的聚集状态在扫描电镜下进行分析。结果表明:对于纯铁含Ce试样,生成的夹杂物主要是铈磷化物,主要富集在晶界上;对于加稀土铈的重轨钢试样,生成的夹杂物主要是氧化铈和磷酸铈,铈元素都偏聚在晶界上或晶界附近;稀土铈会使珠光体发生球化现象,珠光体间距增大,钢的力学性能下降。     

La-Ce对X70管线钢耐蚀性能的影响

采用失重法、电化学方法和扫描电镜等方法,研究了硅酸盐类夹杂物对X70管线钢耐蚀性能的影响。结果表明,加入稀土后能改变夹杂物成分,提高X70钢耐腐蚀性能。在观察稀土对珠光体片层间距影响的基础上,分析了珠光体片层间距与腐蚀电流密度的关系。     

钢帘线用72C盘条的微观组织与力学性能研究

对国内外不同厂家钢帘线用72C盘条的化学成分、微观组织和力学性能进行了分析。结果表明,国内外盘条横截面显微组织均是由索氏体+微量先共析铁素体+少量珠光体组成。由于国内B盘条和国外C盘条的珠光体片层间距较小,导致其抗拉强度和断面收缩率均高于国内A盘条。国内外盘条横截面均无明显中心偏析现象,但国内A盘条中有害元素硫和磷含量以及夹杂物含量相对较高。以国内A盘条为原料生产小规格的钢帘线时,断丝率较高,且在捻制断口上发现脆性夹杂。实践表明,夹杂是生产小直径钢帘线捻制过程中影响断丝的主要因素。     

球墨铸铁中Ti-Ce复合夹杂物的研究

以稀土镁球墨铸铁为研究对象,用扫描电镜观察了其中的夹杂物,并进行元素面扫描分析,结合热力学计算结果和动力学条件,分析了Ti-Ce-S复合夹杂物的形成过程.结果表明,Ti-Ce-S复合夹杂物呈块状,分布在珠光体和铁素体的晶界处,尺寸为3 μm;球化处理过程中,CeS为TiS的形成提供非均匀形核核心,Ce对TiS的还原作用是促进Ti-Ce-S复合夹杂物形成的主要因素,Ti-Ce还与镧、钡、镁等元素复合形成夹杂物,分别是Ti-Ce-La-S、Ti-Ce-Ba-S、Ti-Ce-Ba-Si-S、Ti-Ce-V-C和Ti-Ce-La-Mg-C-N-S复合夹杂物.钛、铈等元素间的充分反应和此类夹杂物的有效去除是保证球化效果的重要因素.     

洁净钢中稀土铈变质夹杂物行为研究

以添加微量稀土元素Ce的洁净钢为例,研究了Ce在洁净钢中变质夹杂物的行为,并对稀土夹杂物进行了热力学理论分析和吉布斯自由能计算。研究结果表明:在低氧、低硫的钢液体系下,Ce的脱氧、脱硫效果显著,脱氧率和脱硫率分别达到了44%和40%;稀土夹杂物以Ce_2O_2S和CeAlO_3为主。     

稀土Ce含量对4Cr5MoSiV1钢中夹杂物的变质作用

为探究Ce元素对热作模具钢中夹杂物的影响及其作用机理,用场发射扫描电镜(SEM/EDS)和附带的夹杂物自动分析系统对不同Ce含量的4Cr5MoSiV1钢中夹杂物的类型、形貌、数量、尺寸及其分布进行观察和统计分析。结果表明,不含Ce的试样中夹杂物不仅数量多、平均尺寸较大且形状不规则,主要类型为Mg-Al-O类、MnS和Mg-Al-O外覆盖MnS的夹杂物;随Ce含量的增加,试样中的夹杂物有数量和平均尺寸减小、并变质为球形稀土硫氧化物的趋势。当钢中Ce含量为0.0070%时,夹杂物的数量最少,平均尺寸最小;继续增加稀土Ce含量到0.0120%时,会形成更多的硫氧化物夹杂,且夹杂物有数量增多、平均尺寸增大的趋势。随着凝固过程的进行,Ce主要以稀土硫氧化物形式存在试验钢中,60%以上的夹杂物会被凝固前沿推动,且最终留在晶界附近。     

稀土Ce对含Nb超低膨胀合金组织和夹杂物的影响

本文利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDAX）,研究了稀土Ce对含Nb超低膨胀合金Fe-32Ni-4.7Co-0.1Nb锻态显微组织和非金属夹杂物的影响。结果表明,添加微量稀土Ce没有改变超低膨胀合金的相组成,仍为单相奥氏体,但细化了合金的锻态组织。添加微量稀土Ce元素,可使超低膨胀合金中硫化物由长条状变为椭圆或球状,改变了合金中硫化物夹杂的形态。     

Ce对AH36船板钢凝固组织和硬度的影响

采用扫描电镜、能谱研究了添加Ce对AH36船板钢的凝固组织结构、断口及夹杂物形貌的影响,并检测了合金的硬度。结果表明,Ce含量对AH36钢的凝固行为和性能有很大的影响。稀土Ce主要沿晶界分布,细化晶粒,同时改善了夹杂物的形貌,使其在韧窝中的分布更均匀;添加0.02%Ce时,AH36钢的洛氏硬度提高50%。     

不同组织共析钢室温拉伸变形的塑性失稳

通过不同热处理或热机械处理工艺获得了共析钢的4种不同组织,即2种片层间距的珠光体,球化珠光体以及超细晶(α+θ)复相组织。利用室温单轴拉伸实验、SEM及TEM分析了组织状态对共析钢力学性能和塑性失稳行为的影响,结果表明:细化片层间距可以改善片层珠光体组织的协调变形能力并提高强度,均匀伸长率有所降低的同时总伸长率提高。细片层珠光体的拉伸变形失稳符合塑性失稳判据,但不同片层间距的片层珠光体拉伸断裂均属于准解理断裂。与片层珠光体组织相比,球化珠光体和超细晶(α+θ)复相组织的协调变形能力强,虽然在均匀塑性变形阶段均存在少量渗碳体粒子开裂的情况,但拉伸变形失稳均符合塑性失稳判据,拉伸断裂为韧性断裂。与片层珠光体和球化珠光体相比,超细晶(α+θ)复相组织具有较好的强度-塑性配合。     

稀土元素La对300M钢疲劳性能的影响

采用力学性能测试、疲劳断口形貌及裂纹源非金属夹杂物扫描电镜分析等方法,研究了稀土元素La对300M钢常规力学及高周疲劳性能的影响,以及稀土La对300M钢非金属夹杂物形态及尺寸的改性作用。结果表明:添加0.006%(质量分数)的稀土La对300M钢的常规力学性能影响较小,却显著提高300M钢的高周疲劳性能;300M钢加入稀土La后,其疲劳极限σ_-1由867 MPa提高至940 MPa;添加稀土La改性后的钢中夹杂物尺寸变大,并转变为含S、O的稀土夹杂物,其硬度、弹性模量、膨胀系数与钢基体更接近,有效减小了夹杂处的应力集中,有利于提高钢的高周疲劳性能。     

稀土对A572.Gr65钢夹杂物及低温冲击性能的影响

为了研究不同含量混合稀土(Ce/La)对A572.Gr65钢低温冲击性能的影响,对A572.Gr65钢在-40 ℃和-60 ℃下进行低温冲击试验,并使用OM观测显微组织,利用SEM结合EDS观测夹杂物及断口形貌并检测其化学成分。结果表明,稀土可以明显变质A572.Gr65钢中夹杂物,将不规则的Al₂O₃和Al₂O₃-CaO夹杂物变质为球状稀土夹杂物;夹杂物尺寸由5 μm减小至不足2 μm。加入稀土后钢的低温冲击性能有明显提升,当稀土含量达到0.0057%时,-40 ℃冲击吸收能量由未添加稀土的317.4 J升至343.6 J,提升了8.2%;-60 ℃冲击吸收能量由未添加稀土的288.0 J升至328.1 J,提升了13.9%。     

SWRS82B钢盘条的显微组织对力学性能的影响

采用盐浴等温冷却和风机连续冷却,SWRS82B钢热轧盘条能获得珠光体团尺寸7.58 μm、片层间距201 nm的均匀细小索氏体组织;随着珠光体片层间距的增大,盘条抗拉强度Rm、伸长率A等力学性能指标降低;细小的珠光体片层间距使盘条具有更好的综合力学性能,有利于提高钢丝拉拔成材率和获得高性能钢丝绳.     

稀土Ce对253MA耐热钢凝固组织及夹杂物的影响

采用激光共聚焦显微镜、场发射扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等设备,对含稀土Ce的耐热钢253MA连铸坯的凝固组织及夹杂物的形貌、成分和结构进行表征分析。结果表明:比较两种含稀土Ce耐热钢的凝固组织,稀土Ce有增大凝固组织等轴晶率、细化柱状晶的作用;稀土Ce夹杂物主要相结构为CeO₂和(CeO)₂SO₄,呈细小、近球形弥散分布;对夹杂物进行统计和评级,发现稀土Ce含量的增加有利于D类球形夹杂物增多,有助于提高耐热钢的耐高温、抗氧化性能。     

大锻件内非金属夹杂物的形成及防止措施

介绍了大锻件内非金属夹杂物的形成过程,非金属夹杂物的机械性能和特性对钢质零件内在性能的影响及防止非金属夹杂物产生的措施。     

索氏体化率及夹杂物对82B盘条力学性能的影响

通过成分分析、金相观察、夹杂物形貌观察、能谱分析及拉伸断口分析,研究了82B盘条的索氏体化程度与夹杂物的类型及尺寸对其力学性能的影响。结果表明:82B盘条试样室温组织主要是索氏体与少量先共析铁素体,且索氏体含量均高于80%。索氏体化率低是影响82B盘条的抗拉强度、断面收缩率主要因素。随着索氏体化率增加,82B盘条的抗拉强度也相应增高,而断面收缩率也逐渐增大。82B盘条中的夹杂物主要是氧化物夹杂,且氧化物夹杂主要是Al_2O_3、Si O_2、Ca O和Cr O。夹杂物尺寸主要集中在0~20μm,较大尺寸的夹杂物含量较高时,主要对82B盘条断面收缩率的影响较大,并呈显著降低的趋势;而大尺寸的夹杂物对抗拉强度的影响较小。82B盘条拉伸断口属于韧性断裂,主要是剪切唇区和纤维区。纤维区夹杂物主要为氧化物,如Al_2O_3、Ca O,其晶粒尺寸为31.8μm。     

Ce对SUS434铁素体不锈钢凝固组织的影响

研究了稀土Ce对SUS434型铁素体不锈钢凝固组织的影响,结果表明:当稀土Ce含量在0.02%以下时,对其凝固组织的改善效果明显,并且随着稀土Ce添加量的增加,凝固组织中等轴晶的尺寸减小,比例增大,添加稀土Ce之后,铁素体不锈钢中形成了大量Ce_2O_3包裹着Si O_2的复合夹杂物,尺寸约为2μm,错配度计算表明,SUS434型铁素体不锈钢中铁素体基体的{110}面与Ce_2O_3的{1120}面之间的错配度仅为4.0%,所以,此夹杂物可以作为有效的非均质形核的核心,细化其凝固组织;当稀土Ce的添加量为0.03%时,形成了大尺寸的团聚态稀土复合夹杂物,无法改善其凝固组织。     

72A盘条钢中的夹杂物以及索氏体化率对力学性能影响

通过金相观察统计以及夹杂物电解与能谱分析,对不同批号72A盘条产品索氏体化率以及夹杂物类型与尺寸进行研究.结果表明,72A盘条中的夹杂物主要为尺寸小于20μm的氧化物夹杂,较大颗粒的夹杂物对盘条抗拉强度无显著影响;大颗粒夹杂物含量百分比较高的盘条断面收缩率较低;而盘条索氏体化率低是影响其抗拉强度的原因.