镧对Cr12钢夹杂物、组织及力学性能的影响

摘要

中国是钢铁产量第一的钢铁大国，但钢铁品种质量与国外先进水平相比还有相当大的差距，仍有不少高品质钢材需要进口。稀土元素在钢中具有净化钢液、变质夹杂和微合金化的作用，并且已经被广泛地应用于钢铁冶金行业。用稀土来提高钢材强度和韧性，改善其综合性能，增强国际竞争力，把稀土的资源优势转化为钢材的品种优势和经济优势，具有十分重要的意义。
　　本课题研究的Cr12钢是一种应用于航空、高铁等高端领域的新型钢种。在钢中加入稀土镧旨在研究稀土元素的影响，探讨稀土元素对改善Cr12钢性能的可行性。实验分为两个部分:一部分是六组二硅化钼炉实验，通过控制稀土镧的质量分数，研究实验过程中镧对钢中氧元素、硫元素及夹杂物的影响;另一部分是四组真空感应炉实验，研究不同热处理制度下稀土镧对钢组织及力学性能的影响。采用金相显微镜、扫面电镜、室温冲击及室温拉伸等实验方法对实验结果进行分析统计，得到如下的结论:
　　(1)加入镧以后，钢中氧质量分数随着精炼时间的增加而逐渐减小，最低可达到0.0014％;钢中硫质量分数也随着镧的加入迅速变小。
　　(2)随着精炼的进行，钢中夹杂物的数量先增多后减小，而夹杂物的尺寸及夹杂物面积比则逐渐增大。对终点样进行分析，w[La]为0.0390％时，终点样中夹杂物虽然数量较多，但其夹杂物平均尺寸在2μm以下，夹杂物面积比也最小。
　　(3)在实验范围，Cr12钢晶粒尺寸随着镧质量分数的增加而减小，且镧质量分数越大碳化物越细小，分布越弥散。在同一热处理制度下，随着镧质量分数的增加，残余奥氏体的量增加。
　　(4)经稀土镧处理的Cr12钢，其主要的断裂为韧窝断裂。但是其抗拉强度随着稀土镧的质量分数的增加而减小，屈服强度随着稀土质量分数的增加先增大后减小，断后伸长率随着稀土质量分数的增加先减小后增大，但其整体趋势是降低的。
　　(5)在同一热处理条件下，Cr12钢的纵向冲击功随着稀土镧质量分数的增加而减小。w[La]为0.0005％时，其纵向冲击功在160 J左右，而w[La]为0.0125％时，其纵向冲击功只有70 J左右，降低了56％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 稀土元素及其性质

1．3 稀土在钢中的作用

1．4 稀土对钢力学性能的影响

1．5 稀土加入方法

1．6 稀土在钢中的应用及前景

1．7 课题研究的目的及意义

第2章 实验方案

2．1 MoSi2炉冶炼

2．2 真空感应炉冶炼

2．3 实验钢成分分析检测

2．4 真空感应炉实验钢热处理工艺

2．5 实验检测及分析方法

第3章 镧对Cr12钢夹杂物的影响

3．1 MoSi2炉实验钢成分检测结果

3．2 镧对钢中氧和硫的影响

3．3 实验钢中夹杂物的分析

3．4 本章小结

第4章 镧对Cr12钢组织的影响

4．1 真空感应炉成分检测结果

4．2 腐蚀剂的选择

4．3 镧对组织的影响

4．4 热处理对组织的影响

4．5 本章小结

第5章 镧对Cr12钢力学性能的影响

5．1 拉伸实验结果分析

5．2 冲击实验结果分析

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

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论文包含图、表、公式及文献