稀土对x70管线钢的影响

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1、稀土元素对X70管线钢的影响学院：材料与冶金学院指导教师：闫永旺学生姓名：邢玉松摘要近些年我国的高速发展下对于钢的需求越来越大，所以对X70钢进行稀土元素掺入下的组织及其力学性能分析进行研究和阐述。文献综述1钢的发展及其性能钢铁产业是国民经济的重要基础产业，是实现工业化的支撑产业，是技术、资金、资源、能源密集型产业，钢铁产业的发展需要综合平衡各种外部条件。我国是一个发展中大国，在经济发展的相当长时期内钢铁需求较大，产量已多年居世界第一，但钢铁产业的技术水平和物耗与国际先进水平相比还有差距，今后发展重点是技术升级和结构调整。为提高钢铁工业整体技

2、术水平，推进结构调整，改善产业布局，发展循环经济，降低物耗能耗，重视环境保护，提高企业综合竞争力，实现产业升级，把钢铁产业发展成在数量、质量、品种上基本满足国民经济和社会发展需求，具有国际竞争力的产业，依据有关法律法规和钢铁行业面临的国内外形势，制定钢铁产业发展政策，以指导钢铁产业的健康发展。钢材的分类：按钢材的用途可分为结构钢，工具钢，特殊性能钢。按钢的化学成分碳素钢和合金钢两大类。钢材的力学性能主要有：强度（屈服强度、抗拉强度），塑性、冲击韧性、耐疲劳性、硬度、良好的焊接性，冷弯。2稀土元素在钢中的作用机理稀土元素在钢中的作用主要集中在改

3、善夹杂物形态、细化晶粒、强效微合金化以及净化作用等方面。1）改善夹杂物的性质、形态和分布稀土加人钢中能改变夹杂物的性质、形态和分布。钢中夹杂物通常是影响钢性能的有害物质,人们在钢液精炼方面进行了大量研究,但只能最大限度减少夹杂,这是因为钢液在凝固过程中会析出氧化物、硫化物等形成二次夹杂,喷钙处理曾被认为是取得低杂质钢的较为经济而可行的工艺措施,但该工艺需要较高费用的钢包耐火材料、昂贵的钢包烟气收集系统、新的覆盖渣系等,而稀土处理钢则较为理想。目前,钢中使用的稀土有90%用于硫化物形态控制,10%用于其他(主要为净化或微合金化等)。稀土用于硫化

4、物形态控制,主要集中在加人方法的研究,而作为合金元素使用,主要为研究最适宜的加人量。对加人方法的研究,目的在于使钢中保留一定量的残留稀土,稳定钢中最佳的【RE」/「s」比值,以实现夹杂物的形态控制;对加人方法的研究,目的是稳定钢中的残留稀土。夹杂物的“形态控制”是稀土在钢中的主要作用之一,稀土可控制硫、氧夹杂物的形态。如果用少量的Al终脱氧并加人稀土,则会形成高熔点的在晶内任意分布的球形夹杂,取代沿晶界分布的第二类硫化物。这种夹杂物全部为灰黑色的REZOZS,外层为浅灰色的稀土硫化物,而A12O:可以作为稀土硫化物的结晶核心,从而使群聚的A1

5、203消失。根据钢液成分,包括不同的氧、硫以及其它微量元素的含量,要使硫化物完全球化,必须准确控制【RE]/〔S〕比值。稀土化合物在钢热加工变形时,仍保持细小的球形或纺锤形,较均匀地分布在钢中,从而消除了原先存在的沿钢材轧制方向分布的呈长条状MnS等夹杂。控制硫化物为主的夹杂形态所带来的好处,明显地表现在改善钢的横向韧性、高温塑性以及疲劳性能等。稀土夹杂物的热膨胀系数和钢近似,因而可以避免钢材热加工冷却时,在夹杂物周围产生大的附加应力,从而有利于提高钢的疲劳强度。2）细化晶粒稀土化合物微小的固体质点提供了异质晶核,或在结晶界面上偏聚,阻碍了晶

6、胞长大,因而为钢液结晶细化,提供了较好的热力学条件,因此稀土加入钢中能细化钢的凝固组织,从而改善钢的性能。有研究认为采用稀土对不同含硫水平的铸钢的凝固特性、宏观和显微结晶组织等有影响,含硫较高时,加人适量稀土可明显减少结晶间距,促进最后枝晶间低熔点液膜迅速凝固,而在低硫条件下,上述作用则不明显。稀土对高硫铸钢的结晶组织的影响主要使晶粒变细、等轴晶率提高,其机制是稀土的化合物作为结晶的非自发核心。稀土对低硫铸钢结晶组织的影响主要表现为细化二次枝晶间距。还有人采用定向凝固工艺研究稀土元素Ce对低硫16Mn钢一次结晶的影响,认为Ce使胞晶间距增加、

7、二次臂间距变小、柱状晶区缩短、等轴晶粒细化,此外还使C、Mn元素的显微偏析减少。研究稀土对超低碳铸钢晶粒尺寸的影响仁川发现稀土处理后的超低碳铸钢中形成大量的高熔点化合物,其组成主要为稀土氧化物Ce203,这些高熔点化合物作为非均匀形核核心,增加了液固相变形核位置,使铸态晶粒尺寸明显减少,从而使材料的屈服强度显著提高。稀土模具钢的研究是一项新课题,对热作模具钢(35Cr3Mo3WZVRE)、冷作模具钢(Cr12RE)、高温奥氏体模具钢等三种类型的模具钢进行稀土处理,得出了如下主要结论[”」:稀土对钢材冶金质量有影响。稀土加人后,夹杂物在0.5一

8、1级波动,晶粒度细化一级左右,对碳化物均匀度有所改善,特别在高温区脱碳层减少30%,另外用电解法测定夹杂物,其总量和分量都有减少的趋势;SCrMnMo钢是我国长期沿