稀土对含磷钢耐腐蚀性能的影响

通过周期浸润加速腐蚀试验,利用扫描电镜、X射线衍射和电化学测量等方法,研究了稀土对含磷钢(0.12%,质量分数)耐腐蚀性能的影响.结果表明,稀土的加入可将含磷钢的腐蚀率降低到不含稀土钢的55%,有效提高了含磷碳钢的耐腐蚀性能,同时获得较好的低温冲击韧性.分析其原因是:钢中稀土在腐蚀过程中产生Ce3 、Ce4 和La3 离子,Ce4 离子能将Fe2 氧化成Fe3 ,促进锈层中稳定相α-FeOOH的形成;同时这些稀土离子可与腐蚀过程中产生的PO43-、H2PO4-、SO42-离子形成难溶的稀土复盐覆盖在钢基表面,阻碍了腐蚀介质进入到基体,从而提高钢的耐腐蚀性能.     

202不锈钢中稀土Ce对冲击韧性的影响

通过扫描电镜、能谱分析和力学性能检测,研究了加入稀土Ce后202不锈钢冲击韧性的变化情况.研究结果表明:钢中加入稀土Ce可改变夹杂物形态,并且在一定范嗣内可显著提高202不锈钢的冲击韧性.当钢中稀土Ce的质量分数为0.016%时,202不锈钢可获得最佳的冲击韧性.     

稀土Ce对桥壳钢组织性能影响研究

采用中碳含量+微合金Nb、Ti设计以及控轧控冷工艺在实验室轧制出屈服强度550 MPa级热轧桥壳试验钢。研究结果表明,试验钢中加入适量稀土Ce元素,对钢的组织及强度影响不明显,稀土Ce降低了试验钢B类夹杂物的评级,加稀土试验钢低温冲击功明显优于不加稀土试验钢的冲击功,稀土Ce改善了桥壳试验钢的疲劳性能。     

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%。     

稀土大梁钢BT700L生产实践

通过对汽车大梁钢BT700L冲压过程中的开裂情况分析,发现大颗粒棱状的Al₂O₃夹杂物是导致开裂的主要原因。为了改善产品的夹杂物尺寸和形貌,在汽车大梁钢BT700L生产中添加稀土Ce元素,由于稀土Ce元素与氧的亲和力很强,钢水中的稀土Ce元素与氧反应生成稀土氧化物(RE₂O₃)上浮到炉渣中,导致稀土Ce元素在钢中的收得率极低。通过对炼钢连铸钢水Ce含量、炉渣的氧化性及铸机保护浇注等的工艺优化控制,有效提高产品中稀土Ce元素的收得率。稀土Ce元素的原子半径比铁原子大,稀土Ce元素能够变性钢中的夹杂物,通过在汽车大梁钢BT700L中添加稀土Ce元素研究分析,钢水中添加稀土Ce元素后,产品的夹杂物尺寸变小,夹杂物形貌球状化,同时有效的改善了产品低温冲击性能。     

稀土Ce在微合金钢冶炼连铸过程的应用

通过对钢液中Ce及其化合物的标准生产吉布斯自由能绝对值的对比,获得Ce加入到钢液后的稳定化合物类型及其变化规律;阐述了采用KR+BOF+LF+RH+CCM工艺路线生产稀土钢时,未加入稀土炉次与加入稀土Ce炉次,稀土含量在钢液中的变化情况及其对钢液中w[S]、钢水洁净度的影响。     

铈对5CrNiMo模具钢力学性能的影响

通过研究在5CrNiMo模具钢中添加不同量稀土Ce后的强度、塑性和弹性模量的变化,对5CrNiMo模具钢的低周疲劳寿命进行了估算.结果表明:稀土Ce添加量在适当的范围内可显著提高强度和塑性,并且当稀土Ce添加量为0.20%(质量分数)时,5CrNiMo钢的强度、塑性达到最好,比不添加稀土Ce的5CrNiMo钢在相同断裂循环数N′f=100时,总应变范围ΔεT提高61.2%.     

稀土处理钢中晶内铁素体的形成及其对性能的影响

测定了稀土脱氧和铝稀土复合脱氧钢焊接热影响区(HAZ)的连续冷却转变曲线,分析了2种钢中的夹杂物种类及其HAZ的显微组织和常温冲击韧性。得到如下结论:稀土脱氧使钢中主要夹杂物从Mn S转变为RE2O2S+Mn S,而铝稀土复合脱氧钢中夹杂物主要是Ce Al O3+Ce2S3+Mn S。稀土脱氧钢HAZ中能获得晶内铁素体的冷速较宽,约为0.5~7.5℃/s。铝稀土复合脱氧钢HAZ获得晶内铁素体组织较稀土脱氧钢要困难一些,适合晶内铁素体形成的冷速变窄为1~3℃/s,HAZ中晶内铁素体的含量明显低于稀土处理钢,Al脱氧弱化了稀土处理对钢HAZ组织的改善作用。焊接热输入线能量为100 k J/cm时,稀土脱氧能够明显改善钢HAZ的室温冲击韧性。     

稀土处理对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响

通过工业试验研究了不同稀土含量对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响。研究结果表明,当稀土质量分数为0.002 1%时,稀土元素主要形成(La, Ce)AlO₃夹杂物,从而进行脱氧、变质钢中Al₂O₃夹杂物;随着钢中稀土含量的增加,稀土主要形成以(La, Ce)AlO₃-(La, Ce)₂O₂S类和(La, Ce)₂O₂S类稀土夹杂物,主要降低了钢中硫化物的析出量,但是此时生成的稀土夹杂物对钢中大量温降过程析出和二次氧化产生的Al₂O₃类夹杂物的改性作用较弱,这导致稀土含量高时钢中Al₂O₃夹杂物的数密度明显增加。此外,夹杂物长宽比的统计结果表明,稀土处理使铸坯中夹杂物发生明显球化,但在随后的热轧工序中,常规处理与稀土处理的热轧板中夹杂物的平均长宽比差异较小。即在工业生产实际中,稀土处理对成品组织中的夹杂物的长宽比影响很小,影响夹杂...     

Ce含量对H13钢中稀土夹杂物析出行为的影响

为了更好地研究Ce含量对H13钢中稀土夹杂物析出行为的影响,通过SEM、EDS和夹杂物自动分析系统观察和统计了稀土夹杂物的类型、形貌、数量及尺寸,并利用Factsage 8.0热力学软件计算了稀土夹杂物的析出过程和析出规律.结果 表明,不同Ce含量下H13钢中稀土夹杂物的形貌与类型相同,主要为Ce-O、Ce-O-S和C...     

含铈304不锈钢夹杂物改性及耐腐蚀性能优化

 通过在304不锈钢中加入不同含量的铈,研究了铈处理前后钢中夹杂物的变化,并借助于腐蚀失重试验及电化学试验,分析了不同含量的铈处理后钢中夹杂物性质变化对304不锈钢耐腐蚀性能的影响。研究结果表明,未加铈的不锈钢中主要为MnS夹杂及复合氧化物夹杂,夹杂物的平均尺寸为8.6 μm,而钢的自腐蚀电位仅为-348.52 mV。加入稀土铈后,夹杂物逐渐改性成球状或椭球状的含铈夹杂物,平均尺寸有所降低,而不锈钢耐腐蚀性则有所提高。当铈质量分数达到0.012%时,钢中MnS夹杂全部改性成球状含铈夹杂,不锈钢自腐蚀电位高达-311.25 mV,耐腐蚀性能最好。继续增加稀土铈含量,钢中夹杂物的形状变得不规则,尺寸也有所增加,导致不锈钢耐腐蚀性能降低。     

Revealing the Role of Cerium on Precipitation Behavior of In Situ TiC Particles and Wear Resistance of High-Titanium Wear-Resistant Steels

Compared to conventional martensitic wear-resistant steels of the same hardness, high-titanium wear-resistant steels with in situ TiC particles can significantly improve wear resistance. However, micron-sized TiC particles will decrease the toughness of high-titanium wear-resistant steels. Here, in order to improve wear resistance without reducing impact toughness, we incorporate 0.0025% cerium elements into high-titanium wear-resistant steels. Compared with no cerium steel, the steel containing cerium is demonstrating comparable mechanical properties, with the yield strength of 1283 MPa and impact toughness of 35.6 J, and the wear performance of the steel containing cerium is 1.78 times that of the steel with no cerium. The results show that with the addition of cerium the effective grain size of the steel decreases, and yield strength and toughness increase. The addition of cerium can form intermetallic compounds of Ce₂O₂S, which are used as heterogeneous nuclear particles in TiC to form rare earth composite particles calculated by the 2D mismatch theoretical model of Bramfitt. As the average spacing of the reinforcing phase particles in the steel decreases, the effective grain size of the steel decreases, and the number of reinforcing phase particles increases, the wear resistance of the steel with the addition of cerium is optimized.     

微量稀土铈在超洁净IF钢中的作用

 采用化学成分分析、热力学计算、显微观察、硬度测定的方法,研究了稀土铈在氧和硫质量分数均小于0.000 6%的超洁净IF钢中的存在状态,以及铈对钢的Al2O3夹杂物、显微组织和硬度的影响机理。结果表明,当铈质量分数为0.006 1%～0.009 3%时,铈的固溶量为0.004 1%～0.006 7%,约70%的铈以固溶形态存在,其余的铈以夹杂物形态存在,钢中不存在铈铁金属间化合物。铈能够将Al2O3夹杂物转化为尺寸较小的球状CeAlO3夹杂物,具有变质夹杂物的作用。铈具有改善IF钢的显微组织的作用,钢中铈的固溶量越大,晶粒越细。与不含铈的IF钢相比,当钢中铈质量分数为0.006 1%和0.009 3%时,钢的洛氏硬度分别提高了7.6%和12.7%。     

Effects of Cerium Addition on Inclusions and Solidification Structure of a Low-Nickel Si–Mn-Killed Stainless Steel

The effect of cerium on inclusions and solidification structure of a low-nickel Si–Mn-killed stainless steel is studied using laboratory experiments. When the cerium content in steel increased from 0 to 250 ppm, modification sequence of inclusions is Si–Mn(–Al)–O and MnS → Ce–Si–Mn–O–S → Ce(–Si)–O–S → CeS and CeC₂. The number density and area fraction of inclusion first decrease with the increase in the cerium content and then increase due to the formation of CeC₂ inclusions when the cerium content is bigger than 150 ppm, which is precipitated in solid steel during solidification. When the cerium content increases from 0 to 250 ppm, the fraction of equiaxed grain zones of steel ingot first increases and reaches a maximum value when the cerium content is 54 ppm; then the fraction of equiaxed grain zones decreases with the increase of the cerium content. 2D lattice misfit calculations are performed and it is found that there are no heterogeneous nucleation cores in the steel without cerium during solidification. For the steel with cerium, Ce_4.67Si₃O₁₃, Ce₂O₂S, and CeS inclusions act as heterogeneous nucleation cores, increasing the fraction of the equiaxed grain zone. Bigger effective heterogeneous nucleation cores number density leads to a larger fraction of the equiaxed grain zone.     

Influences of Cerium and Carbide on Mechanical Properties of Steels

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含铈IF钢中含钛夹杂物的析出行为

通过热力学计算研究了IF钢中含钛夹杂物的形成过程以及铈对钢液中Al2O3夹杂物的变质机理,并采用扫描电镜、能谱仪观察和分析了IF钢和含铈IF钢中的含钛夹杂物。热力学计算和扫描电镜观察结果表明:TiN不能在熔炼温度下形成;在IF钢液凝固的过程中TiN以异质形核的形式生成并长大,生成TiN-Al2O3夹杂物;在含铈IF钢中TiN-Al2O3夹杂物被稀土铈变质为TiN-CeAlO3夹杂物,稀土铈减小了含铈IF钢中含钛复合夹杂物的尺寸。     

氧化铈在钢表面气相渗碳时的催化作用

在20钢气相渗碳时对比了渗剂中加入CeO     

高锰钢中铈的溶质平衡分配系数K0的测定及铈对锰、硅K0值的影响

本实验采用定向凝固,固-液界面成分瞬时平衡的方法测定了铈在高锰钢中的平衡分配系数K₀及铈对锰、硅元素K₀的影响。铈及锰、硅元素在固-液界面附近固相和液相中的分布是用电子探针微区分析仪测定的。
试验结果表明:定向凝固,固-液界面成分瞬时平衡方法是测定稀土元素K₀值的有效方法,由此法测得铈在高锰钢中的K₀值说明了铈在奥氏体中有微量固溶。同时测得锰的K₀值随含铈量的增加而增加,硅的K₀值随铈量的增加而减少。     

反向凝固法生产复合奥氏体不锈钢薄带的研究

采用１．２ｍｍ厚的１５Ｆ热轧板为母带,以奥氏体不锈钢１Ｃｒ１８Ｎｉ９作为覆层材料,在实验室条件下研究了反向凝固法生产复合奥氏体不锈钢薄带的可行性。实验表明,随着母带在钢液中浸渍时间的增加,新相层的生长经历“快速生长”、“平衡相持”和“迅速回熔”阶段,新相层厚度着钢液过热度的增加而近似线笥地减少。此外,线带表面状态、母带在钢液中的浸渍时间及过热度对铸带质量有显著影响,控制合适的工艺参数可以获得质量优     

反向凝固连铸碳素钢带中复合层的凝固生长规律

在实验室条件下,用市售碳素钢板作为母带,用08Al低碳钢作为复合层材料,对反向凝固连铸薄带生产过程中复合层在母带表面的凝固生长规律进行了研究,研究结果表明,母带在钢水中的浸渍时间、母带厚度和钢水过热度对复合层厚度有显影响,而且这些工艺参数之间存在交互作的浸渍时间、母带厚度和钢水过热度对复合层厚度有显影响,而且这些工艺参数之存在交互作用;复合层的变化经历了“快速生长”、“平衡相持”和“迅速回熔”三个阶段,这三个阶段在复合层厚度－浸渍时间图上共同组成具有较长平台 的反向凝固“∩”形特征曲线;较低的钢水温度和较厚的母带有利于增加复合层厚度。