稀土La对20钢净化及合金化作用的实验研究

摘要

本文首先对稀土在钢中的作用和研究状况进行了简要评述，并对其性质、在钢中的作用机理，特别是微合金化作用对钢性能的影响，以及稀土处理钢冶金因素控制等方面进行了较为全面的总结。然后，详细地阐述了在本次实验中试样的制备以及对其进行分析、研究的途径和方法。　　本次试验的研究对象是，通过改变稀土的加入量，La-Ca复合处理20钢，而得到的具有不同稀土残留量的试样。本次试验的研究内容是，通过对试样进行分析和研究，来确认稀土La是否在20钢中起到变质夹杂、去除杂质和微合金化作用，其中以研究稀土在钢中的微合金化作用为重点。　　在对试样进行实验研究的过程中，采用金相观察及扫描电镜分析的方法，研究La-Ca复合处理对钢中夹杂物的变质作用。结果表明，RE-Ca复合处理可以充分发挥了稀土的变质夹杂物的特性—能够有效地脱氧，脱硫，减少钢中夹杂物的数量，减小其尺寸，改变钢中硫化物夹杂和Al2O3或铝酸盐夹杂的成份，生成高熔点的使其在轧制过程中不变形的稀土夹杂，改善钢的各向异性，从而消除这些夹杂物对钢材的有害作用。　　通过分析添加稀土的试样化学成分，可以看出稀土有很强的活性，与钢液中的氧硫作用，能起到脱硫、脱氧的作用。　　为了研究稀土的微合金化作用时，首先对稀土的固溶量进行测定，然后通过对试样热处理，得到不同的组织，并观察其金相试样，比较不同的稀土固溶量对钢的组织和性能的影响。可以看出，稀土有细化晶粒，改变珠光体和铁素体含量，细化马氏体板条束，提高淬透性等作用。另外，采用Gleeble-1500D热模拟机，研究了在高温拉伸过程中稀土固溶量对动态再结晶的影响。　　通过本次实验还进一步表明，虽然Ca与RE一样在钢中具有很强的脱氧、脱硫的能力，但RE更能彻底地变性硫化物夹杂。先用钙处理尽量减少钢中的[O]和[S]含量，再加入少量稀土，则是彻底变质钢中夹杂物，提高钢的洁净度的有效办法。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1稀土在钢中应用技术的发展

1.1稀土的特殊性及其在钢中应用的基础

1.1.1稀土的特殊性

1.1.2稀土在钢中的作用

1.1.3稀土在钢中的存在形式

1.1.4微量稀土元素对钢的组织和性能的影响

1.2稀土在钢中的固溶

1.2.1钢中稀土的固溶度

1.2.2获得稳定固溶量的先决条件

1.2.3固溶稀土在钢中的分布和作用

1.2.4稀土和碳相互作用及其影响

1.2.5稀土与钢的强韧性

1.3钢中稀土固溶量的测定方法

1.3.1钢中稀土固溶量的研究方法

1.3.2钢中稀土固溶量的测量方法

1.4稀土处理钢的冶金因素控制

1.5研究问题的提出

1.5.1研究目的

1.5.2论文的研究内容

2实验方案

2.1实验准备

2.1.1原料的选择

2.1.2实验材料的选择

2.2试验钢的冶炼

2.2.1冶炼步骤

2.3试样的制备

2.3.1用于观察夹杂物形貌的试样的制备

2.3.2用于观察组织的试样的制备

2.3.3用于测定钢中稀土夹杂物总量的试样的制备

2.3.4用于研究稀土对动态再结晶的影响的试样的制备

2.4试样的分析及技术原理

2.4.1观察夹杂物形貌

2.4.2试验钢成分的分析

2.4.3显微组织的分析

2.4.4夹杂物的定性成分分析

2.4.5固溶度的测量

2.4.6动态再结晶的实验方法

3实验结果与分析

3.1 RE-Ca复合处理对钢液的净化作用

3.1.1 RE-Ca复合处理对钢中夹杂物的变质效果

3.1.2 RE-Ca复合处理对钢的脱氧脱硫效果

3.1.3总结

3.2稀土对钢的微合金化作用

3.2.1稀土在钢中的固溶

3.2.2稀土La对20钢显微组织的影响

3.2.3稀土对动态再结晶的影响

3.3总结

结 论

参考文献

在学研究成果

致谢