稀土在钢中的应用及需注意的一些问题(1)

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1、第DO2I2:卷10.第165343期/j.cnki.15-1099/tf.2001.04.001稀土Vol.22,No.42001年8月ChineseRareEarthsAugust2001稀土在钢中的应用及需注意的一些问题李春龙(包钢钢铁研究院,内蒙古包头014010)摘要:本文叙述了稀土在钢中应用的概况。总结了稀土对钢的净化、变质和合金化作用。强调了钢水质量、稀土加入方法、炼钢工艺等前提条件对稀土在钢中应用效果的影响。对稀土钢的开发、基础理论研究以及在钢中使用稀土应具备的条件提出了建议。关键词:稀土;稀土钢中图分类号:TG142.1+3文献标识码:A文章编号:100

2、4-0277(2001)04-0001-06所要求的冲击韧性。人们逐渐认识到RE对铸钢的1稀土的特殊性及其在钢中的应用显微组织、夹杂物等均有良好的影响。这些初步的成1.1稀土的特殊性功不仅预示出后来RE在钢中的主要作用,重要的稀土在元素周期表中的位置十分特殊,17个元是促使当时世界炼钢界对稀土应用产生了浓厚的兴素同处在第ⅢB族,钪Sc、钇Y、镧La分别为第四、趣。在所谓“稀土是钢中的盘尼西林”认识的鼓舞五、六长周期中过渡元素系列的第一个元素。它们具下,几乎所有工业国家都开展了RE在钢中应用研有相同的壳层结构,只是4f过渡电子数目从0到14究。由于当时钢中O、S和其它夹杂物

3、含量较高,RE不同。外层电子都是1个d电子和2个s电子,采取在钢中应用的效果多体现在去除O、S和夹杂物变n2n-112[1][Xe]4f6s或[Xe]4f5d6s基层组态。它们的性阶段,加之对RE脱O、S产物物理化学特性认识原子半径较大,一般在1.641～2.042(•)之间,约不深,钢水的原始条件波动较大,若控制好就能取得是Fe的1.5倍,它们的负电性很低,仅略高于碱金较好的冶金效果,控制不好就会出现RE加不进去属和碱土金属,使得它们的外层电子易丢失而成为或者RE反应产物不能排除,污染钢液,反而影响钢正离子。因此RE在钢液中具有强的化学活性,能与材质量。这些现象曾使人们

4、对RE在钢中的应用效O、S等有害杂质生成高熔点产物,与Pb、Sn等低熔果产生了模糊认识,甚至出现根本分歧。70年代以[3]点金属交互作用,降低了其对钢材性能的危害。原子后发现控制钢中合适的RE/S,可达到净化和变半径较大,也决定了它们在钢中的固溶微量性和合性效果,RE处理钢的数量达到了高峰,仅美国应用金化效果的特殊性,这一点在确定RE在钢中的使在钢中的RE达6000吨/年;RE处理钢400万吨/用量上应引起注意。年左右。80年代后我国科技工作者把RE在金属材1.2稀土在钢中的应用料中的作用归纳为净化、变质和合金化三大作[4、5]虽然早在200年前就发现了RE元素,直到用。

5、进入90年代,RE在钢中的合金化作用得到[4～8]1920年德国人才首先在生铁中加入RE。1922年广泛研究。这些研究成果必将提高对RE在钢GilletHW开始在钢中试验,发现RE元素能改变中作用机理和使用条件的认识,为RE在钢中的应[2]夹杂物形态。50年代初美国等开始大规模在钢中用提供理论依据。应用RE。Carpenter公司在不锈钢中加混合RE金1.3发展中国稀土钢的意义属,显著地改善了钢的热加工性能,钢的成材率提高1.3.1利用资源优势5%。稀土在铸钢中的应用是因为它解决了装甲铸钢与Ca对Al2O3等夹杂物的变质作用和Ni、Cr、收稿日期:2001-06-25作者

6、简介:李春龙(1961-),男,黑龙江省阿城市人,教授级高工,在读博士,研究方向:钢铁冶金。2稀土第22卷Mo等金属的合金化作用相比,RE在钢中兼有这两方面作用。但以往那些简单地强调RE在这些方面优于或劣于上述元素的说法都是片面的。这些元素因其本身的特性、国内外对其投入的研究力量以及多年的应用实践都确定了它们在钢中的使用是无可非议的。同时也不能由于人们对RE的特性以及在钢中应用条件的复杂性的认识相对欠缺,致使在这方面应用效果产生过一些波动,就否认RE在钢中应用的效果。我国是世界RE资源大国,RE贮量和产量都远远大于其它国家,随着对RE资源的开采、分离和各领域应用研究的不断

7、深入,对RE特有的认识也在图1X65及X65RE钢的冲击值v-aK与硫含量的关系不断提高,尤其是高纯单一稀土氧化物分离提取及Fig.1Relationshipbetweenimpactworkv-aKand单一稀土金属制备技术的发展,使RE在冶金机械、sulphercontentforX65andX65REsteel石油化工、玻璃陶瓷和农轻纺传统产业以及永磁材2稀土在钢中应用的理论基础料、储氢材料、发光材料、催化材料等高新技术领域得到了更广泛的应用,使提纯后的混合RE成份也2.1净化和降低钢中低熔点元素的有害作用相对纯化,价格