稀土在重轨钢中的微合金化.pdfVIP

48 现 代 冶 金 20l5年第 3期 稀土在重轨钢 中的微合金化 (中国)YaheHuang等 摘 要：本研究通过真空感应炉熔化 、锻造加T及轧制处理准备重轨钢试样，采用金相 微镜 、SEM、综合机械性能 试验机、冲击试验机等系统地研究了稀土对重轨钢显微组织和力学性能的影响．．金相分析表明少量的 RE可明显 推迟奥氏体晶粒的长大，并且细化珠光体。当RE含量为0．016％时，退火和止火的珠光体层状距离达到最小，其 值分别为 115nin(退火)和 104nm(正火)。但足当RE含量达到0．133％时，退火和正火的珠光体层状距离增加了 40％干fJ】3％。力学性能试验表明，少量的RE不能显著对强度造成影响，但是可明 提高型性和延展性。当RE含 量为0．016％时，塑性和延展性两者达到最大值。延伸率和面收缩最大值分别为 l3．3％和29％。然 ，当RE含 量达到0．133％时，强度 、塑性和延展性降低 ，持别是低 温 (一40℃)干1【室温 (20℃)冲击 功分别减少丁 9％ 币}J 24．8％ 关键词：稀土；重轨钢；奥氏休；珠光体；力学性能 随着冶炼控制 、精炼技术和洁净钢的发展 ，能够 1200℃，保持30rain，轧制成厚度为 16mm的棒状 控制稀土在钢 中的作用，并且在钢中有起到更加有 试样 ，随后进行空冷。重轨钢的化学组成如表 2所 效的作用，稀土在钢 中的微合金化也越来越显著。 刁 。 稀土在钢 中的微合金化主要包括 RE在钢 中的同 1．2 电解试验 溶 、RE与其它合金元素或化合物 的相互作用 ，RE 通过电解试验确定稀土在重轨钢中的同溶量 ， 原子不同存在状态 (原子、夹杂物或化合物)的尺 采用等离子光谱测量法确定总的稀土量，根据非水 寸、形态和分布，RE的晶界偏析，RE对钢表面和结 相电解液的低温 电解方法确定夹杂物 中的稀土含 构的影响等等 。 量。总的稀土量和夹杂物 中的稀土含量两者之问的 随着铁路运输的发展，中国的普通钢轨已不能 差为稀土的同溶含量 。 满足铁路重载和高速需求。因此，包钢集团公司利 含有 l％无水氯化锂的电解液，5％i乙醇胺和 用丰富的稀土资源优势独立开发 了BVRE重轨钢 ， 5％乙二醇乙醇溶液 ，电解温度为 l5℃，电解 电流介 目前，RE对 BVRE重轨钢 的作用机理仍不 十分清 于 0．03A和0．04A之问。电解试样 的截断方 向与 楚，导致综合性能的不稳定性 。因此，通过真空感应 轧制面平行 ，试样尺寸为 l0Illm×(80～100mm)。 炉熔化 、锻造加工和轧制准备 BVRE重轨钢试样。 1．3 金相分析 采用金相显微镜 、SEM、综合机械性能试验仪、冲击 采用金相显微镜和 SEM研究了试样 的显微组 试验机等系统地研究了稀土对 BVRE重轨钢显微组 织，按照研究需求将，}=H于金相分析的试样进行热处 织和力学性能的影响。 理 1．4 拉伸试验 l 研究 采州综合机械性能试验机进行了拉伸试验 ，拉 1．1 重轨铜的准备 伸试验的截面方 向垂直于轧制面。柱状拉伸试样的 用 1o0kg真空感应炉将重轨钢熔化，采用包钢 直径为 6nlIll，试验温度为 20 ，拉伸速率 为 生产的U71钢作为装炉的主原料，添加适 当的合 1Mill·rain 。 金 ，例如 Fe—si、Fe—Mn、Fe—V、Fe—Cr、石墨碳 、_丁 1．5 冲击韧性试