稀土元素在先进低合金钢中应用的研究.docVIP

稀土元素在先进低合金钢中的应用研究 王隆美，齐斌，李洁月，刘柳，冯过，王福明 中央科技钢铁研究总院、 北京 100081，中国 内蒙古工业大学，呼和浩特010051，中国公关 2007年4月21日 摘要：用金相显微镜，X-射线，扫描式电子显微镜，离子探针质量分析仪等仪器研究了稀土元素在低合金刚中对变性夹杂物，深层净化，细化晶粒和微合金化的影响。溶解的稀土元素出现在晶界优于在晶粒内部，并且微量溶解的稀土元素会形成新的晶界替代原来的。析出相的Nb（C，N），（NB，TI）（??C，N）被溶解稀土迅速分散。先进的低合金化钢的强度和韧性得到改善。Si4+,P5+ 和 Cu+移动到内锈层中强化了耐候钢的基体和内秀层，所以强化了耐候钢表面硬度。结果是，一个密集的复合锈层含Si4+和P5+铜+，RE3 +的形成，耐候钢的耐蚀性得到很好的改善。 关键词：稀土金属;应用，先进的低合金钢 1、介绍 随着冶金技术的发展，钢的产量已经有很大的提高，在今天的中国。稀土资源在中国的储存量很大，而且今天中国也是最大的钢铁生产国。那么就有意义提出研究富含中国特色的稀土在高纯低合金钢和微合金钢（如先进的耐腐蚀钢，先进的高强度低合金钢和先进的结构钢等）中的应用和发展。 2、实验研究 实验材料在真空感应炉中进行了细化，一些样品是从工业钢铁厂中拿来的。固溶体的样品重新进行测量低温电解结合电感耦合等离子体（ICP）[1]。用扫描电镜、 EDS 和IMMA [2，3] 检查变性夹杂物和锈层的化学成分。扫描电镜和 EDX Nb(C, N), (Nb, Ti) (C, N),析出相阶段和La–AS, Sb, 或 La–P金属间化合物相。用离子探针质谱分析 3.1、变性夹杂物，深层净化钢和细化晶粒尺寸 微-稀土元素可以发挥重要作用在形状控制和变性夹杂在先进的低合金刚中，不仅是对细长 MnS 夹杂物，也对金格脆性氧化物 [1]。先进低合金钢中的稀土夹杂物被直径2μm球形分布的稀土氧化硫夹杂物所替代。 夹杂物的纵向长度，μm 表1由EDS修改后夹杂物的结果 元素 % AL Si S Ca Mn Fe La Ce Nd O 0.04 0.04 6.73 0.08 0.00 0.31 27.39 35.92 1.34 25.54 表2 在不同的晶界处用能谱仪观察到的稀土元素对S,P的隔离。 样品 晶界（珠光体\铁素体） 晶界（铁素体\珠光体） La P S La P S 未加入稀土 - 0.06 0.02 - 0.12 0.05 稀土：0.0049wt% 1.59 - - 1.69 - - 表3 稀土对铸态组织的细化 NO. 结晶器附近等轴晶粒的变化范围(mm) 柱状晶粒的变化范围（mm） 中央细等轴晶区范围（mm） NO.0(未加入稀土) 5 78 3 NO.1（稀土：0.12wt%） 3 50 33 表4 用离子微探针质谱分析仪分析融化的稀土中S,P的浓度对低合金钢的影响 RE(wt%) 固体溶解(RE/gg?1) 晶界 晶粒内 I+Ce/I+Fe I+P/I+O I+Ce/I+Fe I+s/I+O I+P/I+O I+Ce/I+Fe 0 0 0.25 0.38 0 0.10 0.12 0.011 35 0.13 0.26 0.61 0.090 0.14 0.20 0.014 76 0.073 0.20 0.81 0.074 0.15 0.40 0.023 132 0.065 0.16 0.92 0.068 0.15 0.66 图2。镧，锑和LAP复合相（一）SEM及（b）EDS的照片。 溶入稀土元素对珠光体的大小和参碳体浓度的影响(a)未加稀土，(b)稀土元素La0.039wt%。 3.2。稀土在高纯的先进的低合金钢中对钢微合金化的影响 图4，碳电解法提取析出相，(a)RE:0; (b)RE:0.014%。 表5 稀土对珠光体的影响 NO. 珠光体尺寸（μm） La-0 0.38 La-0.0049 0.32 La-0.0085 0.28 La-0.0393 0.23 表6 稀土元素对低合金钢中各种沉淀相尺寸的影响 钢种 不加稀土（nm） 加稀土（nm） 10MnV ～120 ～50 14MnNb 50–100 ≤20 X60 (Nb,Ti) ≥80 40 表7稀土对先进的低合金钢的强度和韧性 表8 稀土对各种先进的低合金钢的横向冲击性能的影响