稀土在鋼中的應(yīng)用有近50年的歷史,經(jīng)過(guò)對(duì)稀土金屬在鋼中作用規(guī)律和機(jī)理的研究,搞清楚了稀土在鋼中的作用;通過(guò)添加工藝方法的實(shí)驗(yàn)研究,掌握了稀土加入的工藝條件、添加稀土金屬的品種和加入量。至八十年代末期,稀土在鋼中的應(yīng)用已沒(méi)有技術(shù)方面的障礙。
稀土加入鋼中,可起到脫氧、脫硫、改變夾雜物形態(tài)等凈化和變質(zhì)作用,在某些鋼中還能有微合金化的作用,稀土能夠提高鋼的抗氧化能力,高溫強(qiáng)度和塑性、疲勞壽命、耐腐蝕性及抗裂性等。
稀土加入鋼中的主要作用:
凈化作用:鋼中加入稀土,可以置換鋼中可能生成的硫化錳、氧化鋁和硅鋁酸鹽夾雜物中的氧與硫,形成稀土化合物。這些化合物中有部分從鋼液中上浮進(jìn)入渣中,從而使鋼液中的夾雜物減少,鋼液得到凈化,這就是稀土對(duì)鋼的凈化作用。
細(xì)化組織:由于稀土在鋼中同夾雜物反應(yīng)生成的稀土化合物熔點(diǎn)較高,在鋼液凝固前析出,這些細(xì)小的質(zhì)點(diǎn),可作為非均質(zhì)形核中心,降低結(jié)晶過(guò)程的過(guò)冷度,因此,不但可以減少偏析還可細(xì)化鋼的凝固組織。
對(duì)夾雜物的形態(tài)控制:鋼中加入稀土后,硫化錳將被在高溫塑性變形能力較小的稀土氧化物或硫化物取代,這些化合物在軋制過(guò)程中不隨鋼一起變形,仍保持為球狀,它們對(duì)鋼的機(jī)械性能影響較小,所以鋼中加入稀土可以提高鋼的韌性,改善鋼的抗疲勞性能。
在耐大氣腐蝕鋼中加入稀土,使鋼的內(nèi)銹層致密,而且與基體的結(jié)合力變強(qiáng),不易脫離,可以阻止大氣中O2和H2O的擴(kuò)散,從而降低了腐蝕速度,加稀土的鋼的耐腐蝕性比不加稀土的鋼提高0.3~2.4倍。在MnNb系低合金高強(qiáng)度鋼中加入稀土可以顯著改善鋼的冷彎性能、沖擊性能、低溫沖擊性和耐磨性,大大改善了鋼的加工性能并提高其使用壽命。在鐵路鋼軌中加入稀土,可顯著提高鋼軌的耐磨性、抗剝離性,經(jīng)多年使用證明鋼軌壽命提高1.5倍。
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