鋼中大尺寸稀土夾雜物的形成動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本文以添加稀土等微合金化元素的5CrNiMo鋼為研究對象,通過金相顯微鏡、掃描電鏡、電子探針等研究方法對不同稀土含量試樣各種熱處理?xiàng)l件下獲得的組織及夾雜物進(jìn)行了觀察和微區(qū)成分檢測,并對其常規(guī)力學(xué)性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的檢測和分析,探討了稀土的細(xì)化、凈化、微合金化及變質(zhì)作用,并重點(diǎn)分析了大尺寸稀土夾雜物的可能的形成機(jī)理和動(dòng)力學(xué)機(jī)制.研究表明:在5CrNiMo鋼中加入稀土,使基體組織中尺寸較大、形狀不規(guī)則的夾雜物,特別是對鋼的性能危害最大的第Ⅱ

2、類MnS夾雜物轉(zhuǎn)變?yōu)榻鼒A形或橢圓形的稀土氧硫化物,且夾雜物的數(shù)量明顯減少,尺寸顯著減小,而且分布均勻彌散,這就避免了因夾雜物造成應(yīng)力集中,減少了鋼中產(chǎn)生微裂紋的機(jī)會(huì),同時(shí)也是使鋼的韌性和熱疲勞性能提高的原因之一.在5CrNiMo鋼中加入稀土,不可避免地形成了一定數(shù)量的大尺寸稀土夾雜物.大尺寸稀土夾雜物的形成動(dòng)力學(xué)機(jī)理為:稀土夾雜物首先以高熔點(diǎn)氧化物和硫化物為核心分別獨(dú)立形核長大,然后以稀土所特有的較高表面活性在液相和凝固過程中相結(jié)合,最

3、終細(xì)小分散的稀土夾雜物合并成一個(gè)較大尺寸的稀土夾雜物.稀土加入鋼中后,存在著夾雜物超標(biāo)即大尺寸夾雜物的現(xiàn)象,這也是制約稀土在鋼中得到廣泛應(yīng)用的重要原因.在5CrNiMo鋼中加入稀土,達(dá)到了良好的脫氧的效果;隨稀土含量的增加,脫氧完全后,稀土還能起到深脫硫的作用,顯著降低鋼中的硫含量,在常規(guī)冶煉條件下使含硫量降到了0.005%的雙零水平,這是稀土凈化作用的主要體現(xiàn).這也為獲得高純度、低成本的優(yōu)質(zhì)鋼提供了途徑.在中注管中以瞬間密流工藝加入稀