碳锰洁净钢中镧和铈在晶界的行为

应用高分辨TEM，SEM和XRD研究碳锰洁净钢中镧和铈的存在形式、分布以及在晶界的行为。研究结果表明，镧和铈在洁净钢中存在固溶态、稀土夹杂物和稀土第二相。固溶稀土偏析在晶界，洁净钢中稀土仍有净化钢液和变质夹杂的作用。适量稀土能减少S和P在晶界的偏析，净化晶界提高钢的冲击韧性。过量稀土在晶界产生有害的稀土第二相，导致性能显著降低。     

稀土元素在新一代高强韧钢中的作用和应用前景

综述了稀土在钢中的应用和主要作用, 并从稀土的特性分析讨论了稀土在钢中的作用机制, 阐明稀土是钢的一种有效的强净化和变质剂, 固溶稀土的存在强烈影响微结构. 通过强净化、变质和微量合金化, 稀土可有效控制局域弱化, 降低微结构的能态, 有效抑制钢中有害元素和脆性相偏聚所造成的脆性断裂, 稀土可望作为发展21世纪高强韧钢、提高高强钢韧性的重要元素.     

超低硫微合金钢中稀土元素的作用

稀土在超低硫（Ｓ〈０．００３％）铌钛微合金风中仍然有净化钢质、变质夹杂的作用。钢中ＣＲＥ／ＣＯ＋Ｓ控制在４左右，可获得最佳效果。超低硫钢中稀土固溶量可达到１０＾－５－－１０＾－４数量级，显著减少晶界Ｓ、Ｐ的偏聚，推迟钢的动态再结晶，细化晶粒和沉淀相，促进铌钛碳氮化物析出。稀土在钢中还有微合化的作用。     

稀土微合金化5Cr21Mn9Ni4N钢晶粒长大规律

对5Cr21Mn9Ni4NRE气阀钢在不同固溶温度和不同保温时间下的奥氏体晶粒长大规律进行了系统研究。结果表明，5Cr21Mn9Ni4NRE钢在1150℃以上固溶处理时具有奥氏体晶粒急剧粗化的特征，稀土的加入有助于抑制晶粒长大，提高晶粒长大激活能，晶粒长大机制仍为自扩散过程控制机制。弥散分布的碳氮化物对晶粒长大有显著阻碍作用，在低于1100℃时，大量未溶解的碳氮化物使得晶粒尺寸增幅较小、洛氏硬度小幅下降；在高于1150℃时，随保温时间延长，晶粒急剧粗化，洛氏硬度下降较快。晶粒生长指数随固溶温度的升高而增加。     

铈在低硫16Mn钢中的物理化学行为

研究了铈在低硫([S]<50ppm)16Mn钢中的物理化学行为,并测定了钢中铈的固溶量。少量铈仍有脱氧、脱硫、控制夹杂形态、细化晶粒等作用。钢中加入铈后生成铈夹杂物的顺序为CeAlO_3、Ce_2O_2S、Ce_2O_3、Ce_XS_Y。当Ce/S=1.90时,钢中MnS夹杂完全被铈夹杂物取代,钢呈现出最佳冲击性能。在Cewt％=0.002～0.0065范围内,用ICP光谱直接测定铈固溶量约为4ppm。     

稀土对20Mn钢等温相变及组织形态的影响

研究了不同稀土含量对20Mn钢等温相变及组织形态的影响。随钢中稀土含量的增加,先共析铁素体析出的孕育期缩短,完成珠光体相变所需时间延长;针状铁素体量减少直至消失;珠光体片间距变密且相对转变量减少;粒状贝氏体中碳化物易于偏聚。稀土减小原奥氏体晶界能和相界面能,稀土原子偏聚在相界面上阻碍碳原子的扩散,以及可能形成高熔点稀土碳化物而减少奥氏体中碳的固溶量,是产生上述结果的主要原因。     

稀土对含铌钢再结晶动力学的影响

研究了稀土元素对含铌钢动态再结晶的影响。实验结果表明，稀土显著推迟钢动态再结晶的开始时间，还显著提高了钢的再结晶的激活能。稀土对钢的再结晶的推迟作用是由于稀土在晶界的偏聚和固溶阻滞所造成。     

稀土对16Mn钢中氢行为的影响

研究了RE/S分别为0、0.7、2.2和7.7的16Mn钢充氢后的慢拉伸、动态充氢滞后破坏行为以及在不同温度下的放氢行为。结果表明,合适的RE/S能显著地降低16Mn钢的氢脆敏感性,RE/S为2.2左右时,抑制氢脆作用明显。在电解充氢条件下,不含稀土的16Mn钢比含稀土的能吸入更多的氢量且易于放出。用长条状MnS夹杂物与基体界面对氢的“捕获”作用、“短路通道”作用以及稀土对氢的强烈吸附作用对本实验结果进行了分析讨论。     

钢中稀土相电化学特性及物相鉴定的研究

试验研究了人工合成的一系列钢中可能存在的稀土相在不同电解液中的化学和电化学行为;测定了各稀土相的极化曲线、稳定电位和活化电位值;研究了钢中各稀土相在电化学过程中的基本规律;确定了4种较好的电解液和电解制度,为定量提取钢中稀土相和测定稀土在钢中的固溶量提供了较好的方法。所测定的晶体学数据可供对稀土相的鉴定工作     

稀土在石油套管钢中的应用研究

稀土在Ｊ－５５钢级套管钢中有净化钢液，变质夹杂和微合金化作用，提高了钢的横向冲击值和抗裂纹扩展能力，显著改善了抗射孔开裂性能。稀土变质ＭｎＳ和Ａｌ２Ｏ３夹杂的程度，分别取决于钢中稀土与锰和稀土与铝的活度比值，而活度比值决定了钢中ＲＥＡｌＯ３和ＲＥ２Ｏ２Ｓ的相对数量和性能。     

稀土在低硫16Mn钢中的作用

长条状的MnS夹杂对钢的横向韧塑性极为不利。喷吹Si-Ca或加入稀土,通过脱硫和变质硫化物,都可显著地消除其危害。喷吹Si-Ca变质硫化物的程度与钢中的Ca/S比有关。喷吹Si-Ca后加入少量稀土元素,则有利于控制MnS完全变质,此时钢中所需的RE/S比可明显低于3,这是使钢材韧塑性获得大幅度提高的一条有效途径。     

稀土复合变质对新型铸造热锻模具钢组织与性能的影响

研究了稀土复合变质对新型铸造热锻模具钢（CHD钢）组织与性能的组织。结果表明，稀土复合变质能细化晶粒，并且随着稀土量的增加。细化效果明显；加入适量的稀土复合变质后，夹杂物数量明显减少，夹杂物趋于球化并均匀地分布在钢中，形态和分布得以了改善，向钢中加入稀土进行复合变质，能促进贝氏体、奥氏体和位错亚结构的形成，细化马氏体板条。当残留稀土含量为0.02%时，CHD钢的硬度、强度变化不大，断裂韧性（KIC）和疲劳裂纹扩展门槛值（△Kth）有所提高，冲击韧性、延伸率、断面收缩率提高了近一倍，抗热疲劳性能也最好。     

稀土对管线钢中碳化物溶解与析出行为的影响

以X80管线钢为研究对象,研究了稀土对含铌钢奥氏体化与析出行为的影响。利用热力学固溶度积公式,计算了铌碳化物的溶解温度;借助显微组织观察与硬度测试,对比分析了稀土对高温下奥氏体晶粒粗化及不同温度淬火回火后硬度的影响;通过热模拟实验并利用透射电镜,研究了稀土对实验钢在热变形过程中铌碳氮化物析出行为的作用机制。结果表明:稀土元素的加入降低了碳氮化物的固溶温度,促进了Nb(C,N)等第二相粒子的固溶,稀土能够促进热变形过程中Nb(C,N)的析出,从而提高铌元素的析出强化效果。     

稀土复合变质贝氏体/马氏体钢的研究

研究了稀土复合变质对贝氏体／马氏体复相铸钢组织和性能的影响。实验结果表明，钢中加入稀土，由于合金化、变质作用使钢的微观组织形态发生变化，经变质，钢的晶粒细化，空淬组织中板条马氏体、贝氏体比例增加，残余奥氏体数量提高，夹杂物形态改善，从而提高了钢的韧性和耐磨性。     

稀土对BNbRE钢轨综合性能的影响

论述了包钢BNbRE钢轨的开发、性能指标和稀土在钢轨中的作用。采用钢中加入稀土、合金元素铌及适当调整C，Si，Mn可使钢轨性能指标达到σb≥980MPa，σ5≥8％，同时具有优良的耐磨性能，接触疲劳性能和实物疲劳性能。实验结果表明，BNbRE轨(BNbRE)中稀土具有净化钢液、变质夹杂和微合金化作用。炼钢工艺改进后钢水质量提高，虽然稀土含量相应降低，取得了优良的稀土钢轨综合性能。     

连铸BNbRE重轨钢中稀土对夹杂物的作用

论述了稀土在钢轨中的作用,得出采用模铸方法生产的稀土轨(BNbRE)中稀土具有净化钢液、变质夹杂和微合金化作用.稀土轨采用连铸生产后,钢中硫、氧含量有大幅度的降低,钢水质量提高.在相同稀土加入量的条件下,虽然钢中残留稀土含量降低,同样取得了稀土钢轨综合性能,但稀土在钢中的净化和夹杂物变质作用有变化,对硫、氧夹杂物的作用不明显.     

稀土元素在铁铬铝合金中的作用

本文对稀土在铁铬铝合金中的作用机理从热力学和动力学两方面进行了研究,证实了稀土在合金中以稀土夹杂、金属间化合物和固溶稀土三种形式存在。稀土在不同工艺冶炼的铁铬铝合金中的物相分配不同。讨论了稀土的脱氧、脱硫、抑制晶粒长大、净化晶界和基体,以及对氧化铝夹杂的变质作用。通过动力学试验和氧化膜分析得到,稀土改变了氧化膜的组成和结构,增加了氧化膜的粘附性、提高了合金的抗氧化性和高温寿命。提出了几种主要的铁铬铝合金冶炼工艺的稀土最佳加入量。     

微合金钢中稀土钒复合作用的研究

稀土在钒微合金钢中有一定的固溶量,并可达10^-5-10^-4(质量分数）数量级,稀土降低碳氮化钒完全溶解的温度,阻止奥氏体中钒的应变诱导析出,在铁素体区稀土促进碳氮化钒析出,并细化沉淀相,钒和稀土复合微合金化有更强的推迟形变奥氏体动态再结晶,抑制奥氏体晶粒长大和细化晶粒的作用。     

稀土对耐侯钢中非金属夹杂物的影响

通过金相光学显微镜、图像分析仪和扫描电镜及能谱仪对现场耐候钢板坯和洁净度较好的两组试验耐候钢板坯进行分析观察,采用非水电解分离夹杂 ICP方法分析钢中固溶稀土含量.从而从稀土变质夹杂的角度研究得出在不同的氧、硫含量下稀土的最佳最经济加入量及稀土的最佳含量对非金属夹杂物的影响.     

稀土在洁净BNbRE重轨钢中的作用机制

通过实验测定、金相观察和理论分析, 系统研究了稀土在洁净BNbRE重轨钢中的赋存状态和存量的变化规律, 以及其对钢的硫化物夹杂、微观组织及性能的影响作用机制. 研究发现, 在钢洁净度大幅度提高的条件下, 稀土在钢中的作用机制有所变化, 微量的稀土起到实现净化钢液、变质夹杂物和微合金化作用, 而且作用效果非常稳定. 随着钢洁净度的提高, 稀土加入量可以适当降低. 在本实验条件下, 洁净BNbRE重轨钢的稀土最佳加入量为～0.01%, 此时洁净BNbRE重轨钢的塑性和冲击韧度得到显著改善.