稀土Ce改善钢铸态组织与均质性的研究进展

概述了钢液中Ce及其化合物的热力学行为,预测了Ce加入钢液后的稳定化合物类型及其变化规律。阐述了Ce化合物粒子及固溶Ce对钢铸态组织的细化机理,并揭示了其细化凝固组织的规律。分析了Ce变质处理对钢铸态成分均匀性的改善效果,及其降低钢中元素偏析的机理。最后指出了稀土Ce改善钢铸态组织和均质性研究中尚未解决的几个问题,提出了该领域未来研究的主要方向。     

Ce对铝脱氧钛合金化IF钢洁净度影响应用研究

通过在包钢IF钢的基础上进行加稀土试验,研究了稀土对IF钢液洁净度变化,得出RH出站时渣中未发现稀土氧化物,在浇铸过程中发现渣中含有CeO和Ce2O3,存在的价态为+2、+3价;加稀土与未加稀土时,对渣中氧化性以及钙铝比的影响不大,中间包TFe含量基本上在5%左右,CaO/Al 2O 3均稳定在1.3左右;未加稀土炉次中铸坯厚度方向Al2O3尺寸较大,内外弧到铸坯中心增大,稀土加入之后铸坯中Al 2O 3尺寸降低,Al2O3数量增加。     

稀土合金在钢中加入方法的综述

稀土合金采用何种加入方法对于生产稀土钢来讲是极为重要的,因为稀土元素能否与钢液充分作用是发挥稀土在钢中作用的关键因素。目前国内外采用稀土合金加入方法甚多,其中有稀土合金块的炉内加入法和钢包加入法,稀土金属丝的喂入法,稀土金属棒在锭模的吊挂法,稀土合金粉在钢包喷射法等等,各种加入方法各有特点,应因地制宜充分加以利用,以求获得最佳性能的稀土钢。     

Ce对10Cr5MoV钢组织性能及碳化物析出行为的影响

文章以10Cr5MoV钢为研究对象,探索Ce不同加入量对实验钢稀土收得率、稀土夹杂物中稀土含量、调质态组织性能、碳化物析出行为等的影响规律。结果表明,随着Ce加入量的增加,Ce收得率逐渐增高,当加入量达到150×10~(-6)时,以固溶态和化合态存在的Ce达到了饱和;夹杂物中的Ce含量则随着加入量的增加持续增长,强度硬度及冲击功均呈先降低后上升,加入量达到150×10~(-6)时出现恶化的现象,延伸率和面塑均得到改善。采用OM、SEM+EDAX、TEM+EDAX分别对不同Ce加入量的实验钢显微组织、析出物进行观察及分析,随着Ce加入量的增加,析出物数量减少,当Ce加入量超过100×10~(-6)时,呈白色M23C6碳化物析出,且随着Ce加入量增加聚集长大。     

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。     

文摘

稀土金属处理轨道钢的机械性能 S.K.KANG AND K.V.GOW 加入稀土金属对各种钢机械性能的很多有利影响已经为文献所证实。稀土金属在工程冶金中的应用,是基于稀土金属对硫和氧有极强的亲和力并形成极稳定的化合物,如稀土金属氧化物,硫氧化物和硫化物这一事实。虽然文献中对低炭或中炭钢中的大多数应用已有报导,但稀土金属加入高炭钢如轨辺钢的影响,尚未良好确定。所以,本研究承担确定稀土金属加入对接近共析成份的轨辺钢的显微结构和机械性能的影响。试验用两炉成份相同的普通炭轨辺钢,其中一炉加入稀土金属(钢中含0.06％Ce和     

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。     

模內吊挂法向鋼液加入稀土的研究与应用

在生产条件下,用石墨渣保护浇注,在钢锭模内吊挂加入稀土棒,钢中氧含量比炉内或包中加入法大幅度下降;低倍稀土夹杂物孔洞得以消除;稀土回收率高而且稳定,钢中稀土残余量易于控制;用0.01％Al对浇注钢流作补充脱氧,能提高稀土对夹杂物的球化效果。大批量生产证实,吊挂法加入稀土的工艺可俈,钢的质量稳定。     

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。     

稀土元素Ce对2Cr13不锈钢中夹杂物变性的影响

2Cr13(0.19％C、12.88％Cr)马氏体不锈钢由非自耗真空电弧炉冶炼,在铸模加入0～0.18％的Ce。用光学和扫描电镜(SEM)、X-射线能谱仪观察和分析钢中夹杂物形貌和成分。结果表明,未加稀土元素Ce时,钢中夹杂物尺寸为19.33μm的不规则MnS、Cr₂S₃和FeS复合夹杂物;加入0.14％Ce,钢中夹杂物为近似椭球状稀土夹杂物,尺寸18.64μm;复合夹杂物内部为稀土硫化物,外部为稀土硅酸盐;加入0.16％～0.18％Ce时,钢中夹杂物为椭球或球形稀土硅酸盐,尺寸为7.69～8.15μm。     

稀土元素在洁净重轨钢中存在状态的热力学模型研究

建立了可以定量描述洁净稀土重轨钢凝固过程中成分偏析与夹杂物析出的耦合热力学模型,经文献验证,模型具有较高精度。通过模型分析了稀土加入量对洁净钢中夹杂物的析出规律与稀土存在状态的影响。得出在洁净重轨钢中加入稀土可以变质钢中MnS、Al₂O₃夹杂;钢中首先析出稀土氧硫化物(或稀土铝酸盐),其次是稀土硫化物,最后是稀土氮化物;在同一稀土加入量条件下,固溶La的量要大于固溶Ce的量。     

稀土在消失模法形成铸件的局部应用

在消失模形成铸件过程中,模型局部加入Ce,铸件成型后,Ce溶入了铸件表层.试验表明,稀土溶入钢中改变了铸件局部特性,提高了钢的硬度,增强了钢的冲击韧性.分析了稀土溶人铸件表层的力学性能及形成机理.     

铈、锡在铁液中的热力学性质及在15MnV钢中的作用机理研究

本文目的在于阐明铈、锡在铁液中的热力学性质及对15MnV钢性能的影响及其机理。在Fe-Sn-Ce溶液中,求得反应Ce_2O_2S=2[Ce]+2[O]+[S]的平衡常数与温度的关系:铈与锡的一阶和二阶相互作用系数与温度的关系:铈改善含锡钢的机理是:加入0.05％Ce,使夹杂物比面积和平均长度乘积值从0.61降至O.46,降低约25％,使硫化锰夹杂变成稀土球状夹杂,固溶的稀土铈与固溶的锡强烈的吸引作用,降低了锡对15MnV钢冲击韧性的有害作用。     

钢中稀土与耐火材料的作用和加稀土钢的水口结瘤

用金相、岩相、电子探针及X射线结构分析等手段分析了浸入含稀土钢液的各类耐火材料及现场取得的浇铸含稀土钢的堵塞水口。发现不同耐火材料反应不同:氧化硅与钢液中稀土反应,形成低熔点化合物或玻璃,不但不粘附钢中的稀土夹杂物,反而造成耐火材料本身的显著冲蚀;刚玉与钢中稀土反应,形成高熔点的铝酸稀土,固态的铝酸稀土对钢液中的夹杂物粘附力并不强;由硅铝质耐火材料制成的水口,与钢液中稀土反应形成的产物为由低熔点化合物或玻璃与高熔点化合物组成的粘滞性混合物,最易于粘附钢中的夹杂物。在水口处夹杂物聚集并烧结,进一步粘附更多的夹杂物,从而造成水口的堵塞。实验还发现,氧化镁耐火材料与钢中稀土反应较弱,比较稳定。     

NaCl+HCl溶液中Ce对双相不锈钢腐蚀行为的影响

为了研究酸性NaCl溶液中双相不锈钢的耐腐蚀性能,以含微量稀土Ce的UNS S31803双相不锈钢为研究对象,采用电化学阳极极化和交流阻抗相结合的方法测试其在NaCl+HCl混合溶液中的耐腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)观测腐蚀后的形貌特征,采用电子探针(EPMA)检测合金元素与杂质元素的分布特征,分析Ce元素的加入对双相不锈钢电化学腐蚀行为的影响机制。结果表明,钢中存在两相的选择性腐蚀并伴有局部点蚀,其中铁素体相是腐蚀较严重的相;阳极极化测试与交流阻抗测试结果相吻合,Ce拓宽了试验钢的钝化区间;Ce通过净化钢液、降低S和P元素在相界的偏聚及使Cr、Ni和Mo等合金元素在两相中的分布更均匀等作用,提高了钢的耐腐蚀性能。     

在钢锭模中加稀土方法的探索

稀土在钢液中的脱氧脱硫作用已被公认,特别是用稀土控制钢中硫化物的形态,从而改善钢质,已被实践证实并已用于生产。但是由于用稀土处理钢的冶炼工艺尚在摸索,稀土加入方法问题还没有解决,所以在平炉钢生产时往往出现堵水口问题,而在电炉钢生产时往往产生钢材的断口夹杂问题,并且使稀土的回收率及稀土对性能的影响都不稳定。这些问题成为稀土在钢中推广应用的障碍、拦路虎。我们认为,这些问题的产生都和稀土对氧有极大的亲和力有关。本来这是稀土的一大优点,可以利用之使钢液充     

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%。     

稀土对碳素钢在模拟工业性大气腐蚀环境下耐蚀性的影响

 利用浸泡、电化学方法研究了Ce/La混和稀土对碳素钢在腐蚀介质中的缓蚀作用,采用相分析、周浸、锈层分析等方法研究了稀土对碳素钢耐工业性大气腐蚀性能的影响。结果表明：在模拟工业性大气腐蚀环境的酸性NaHSO3溶液中,稀土丝分解后生成的稀土离子是一种混合型缓蚀剂;在对碳素钢的缓蚀过程中,Ce/La离子沉积于同一区域;随钢中稀土含量增加,钢中相界固溶稀土和稀土/铁金属间化合物总量增加,钢的耐蚀性得到大幅度提高。另外,还对稀土减缓钢铁腐蚀过程进行了讨论,提出了稀土对碳素钢的缓蚀机理。     

Ce对440C不锈轴承钢夹杂物演变的影响

为探究稀土Ce对440C不锈轴承钢中夹杂物的改性作用,利用实验室MoSi₂电阻炉对440C不锈轴承钢进行稀土Ce处理,采用OM、SEM等系统分析了Ce的添加对440C不锈轴承钢脱氧及夹杂物演变的影响。结果表明,随着Ce加入量的增加,其收得率逐渐升高。Ce的加入使钢中TO质量分数由0.002 5%降低至0.001 2%。未加入Ce的钢中夹杂物主要为Al₂O₃、MnS以及镁铝尖晶石;加入质量分数为0.011 5%的Ce后,夹杂物被改性为以Ce-Al-O为主的夹杂物;当Ce的添加量达到0.036 4%时,夹杂物被完全改性为Ce-O-S夹杂物。适量的Ce可以降低夹杂物尺寸及面积比例,但过量加入会使夹杂物尺寸变大。在本试验条件下,当Ce质量分数为0.011 5%时,钢中夹杂物细小弥散效果最明显。以上结论可为Ce在高碳铬不锈轴承钢中的应用提供参考。