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1、年月钢铁研究第期总第期吃稀土在钢中的作用及加入方法周宏崔之孙培祯华中理工大学邮编【摘要,】阐述了稀土金属作为变性剂在钢中的作用其生成物及稀土金属的最佳加入量问题。总结了目前钢铁冶金工业生产中采用的加入稀土金属的几种方法,提出了当前钢中加入稀上研究的主要课题。关镇词稀土金属炼钢稀土夹杂物衣少,〔邑一即·杂物形成、组织形态与性能关系的大量研究前言,,表明稀土还有微合金化作用由于稀土原子自五十年代初,美国印公司用稀在晶界偏聚与其它元素交互作用,引起晶界土处理高合金不锈钢的结构、化学成分和能量变化,并影响其它元用稀土处理
2、铸钢取得良好效果以素的扩散和新相的成核长大,最终导致钢的·来稀土引起了世界炼钢界的极大兴趣〔‘。组织性能变化。另外,一定量的稀土与钢中随着对稀土在钢中作用的认识提高和炼钢技磷、砷、锡、锑、秘、铅等低熔点杂质交互作用,术的进步,到七十年代中期,稀土在钢铁中的形成高熔点化合物,改善了热加工性,提高了,,。,。应用达到高潮在七十年代至八十年代稀土性能在低硫钢中稀土还有弥散硬化作用在世界冶金工业中的应用一直占全部稀土用,。稀土在钢中的反应量的环居于首位主要用于钢管用钢,控制硫化物的形态,同时脱氧,脱硫,提由于稀上在钢中主
3、要是用来控制硫化〔卜’〕,,,。高横向性能及低温韧性这是稀土元素物且能脱氧脱硫所以研究稀土加入钢液。,。在钢中应用的主要目的除此之外对稀土夹后的行为对于了解其作用机理是很重要的·大量的理论与实验工作已表明,稀土在钢液中的反应是个非常复杂的过程,目前对于这。〕一过程还在继续研究,一一,在一系中〕〕比一定条件下,加入稀土可发生下列反刀应任口︵︶︹,口仁〕一〕男二︹︸,﹄,卜口价宁,爪︶︺卜〔〕〕一〕〕丫〕里二上二一很据热力学数据可知,稀土在钢液中与苦六而厄巫氧硫有很强的亲和力,其生成产物取决于各〔〕‘相和氧、硫之间的
4、热力学平衡结果,其一般的生成次序是氧化物,氧硫化物和,图一一系反应次序口而后是稀土砷、铅、锑化合物、氮化物,最后是稀土碳化物〔,工业生产钢中硫化物,‘。主。〕要是一且实际上不变形川曾用热力学关系来确定稀土夹杂物的生成次序,当氧化物与氧硫化物平衡时,钢中含硫量应为含氧量的倍,当硫化物与氧硫化物平衡时,含硫量为含氧量的倍,钢液的最终含硫量取决于初始条件和稀土加入量,如果「。终和氧含量相互配合好,即稀土控制硫化物形态的「〕比应控制在。。之间时,就可生成以稀土氧硫化物为核心,稀土硫化物为外壳的夹杂物。文献「〕指出当含。环
5、时,形成稀土,,铝酸盐和部分变性的,当含时,软质增多,并改善切削加工性,并且形成核心为,外壳为的硫化物。图表示稀土反应产物与氧,硫含量之间的关系。图,用三维图显示了氧硫与稀土之间的平衡关系。图稀土沉淀三维图示旧稀土最佳加人量,李代钟提出”,,当〕〔〕生成当「二「〕一「〕,,「形成〕「〕时形成〕〕,〕〕〔〕〕时,形成。当〔〕〕时,极少变,,’‘〕性并有稀土硫化物和氧硫化物有一经典结论即当【「」或﹃卜厂〕【〕时,钢中沛矛吩不会有任何夹朴神州枷痴杂。但「「〕值并不是确定何种稀土夹杂物析,出的充分条件为了避免钢液底部锥形
6、,聚集和类硫化物的形成不但要限制〔〕〔〕值,还要控制〔〕〕蕊‘一’,“”︸〕使硫和稀土含量控制在稀土区内喂、通几图。耐叫刹翩泌一一一一斗一,一尸卜一一留茅又无硫化物形态控卜稀土钢水量巧卜「日〔〕〔〕曰初始硫阳一匕义二初始氧一一一一提矗图临界稀土和硫含图由初始级、硫含和残余硫且决定稀土添加」由,于稀土在钢液中的溶解度并不大所以,须严格控制它们在钢液中的含量如果稀钢中稀土的加入方法成为一个具有独特意义、,,土元素加入量超过了与氧硫反应所必须的的间题除钙以外没有任何合金元素或微量数量,,形元素象稀则剩余的稀土元素将在晶
7、界上析出土这样对其加入方法提出那么高的成熔点低于轧制温度的低熔点共晶体,这对要求。于热加工是有害的加入量少了又达不到硫稀土加入钢中曾出现下列间题。、,化物变性的作用图表明在不同的初始含比重与钢液相近或稍高易、。氧硫量下获得一定的残硫量所需的稀,土量在底部形成锥偏析易出现二次氧化问,,题反应式向右进行硫被还原到钢水中稀土加人钢液的方法去,有可能在凝固过程中出现类硫化物,而,由于稀土元素与氧的亲和力很强使得二次氧化后的稀土不再具有变性作用,水,。‘。口堵塞回收率不稳定随着对稀土在钢好仁,中以及现代炼钢技术和实日本研究
8、了用喷粉法加入稀土,反应的认识提高由于稀验技术的进展,这些问题。,已基本得到解决土极易氧化这种方法还未用于大规模工业。〔月通常添加稀土处理钢液有以下要求生产对于稀土加入方法的研究主要在于低的氧含量硫含量这是因为稀土稀土加入量的工艺控制,模内加入和喂丝加对氧的亲和力大于硫,而且稀土对硫化物的入后夹杂不易排除问题,以及加入稀土适当变性只能在硫含量较低的条件下才起作用。的配套环
