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。     

利用富铈混合稀土改善工业纯铝中富铁相形貌的研究

利用金相分析方法研究了富Ce混合稀土变质对含不同Fe量的工业纯铝的组织和其中富铁相形貌的影响。试验结果表明,随着Fe含量的增加,富铁相由弥散细小的颗粒状向短棒状、长针状转变;富Ce混合稀土变质使铝中的富铁相由长针状变为弥散细小的颗粒状。随着稀土含量的增加,-αAl晶粒逐渐细化,富铁相尺寸及数量逐渐减小。添加0.5%稀土时,-αAl晶粒细化效果最佳,而且富铁相呈细小颗粒状均匀分布在-αAl基体的晶界处。本文还对稀土改善富铁相的机制进行了分析。     

铈对特种防护钢板组织和力学性能的影响

采用向防护钢中添加微量Ce元素的方法,研究不同Ce含量对防护钢组织和性能的影响。借助于金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能拉伸试验机等检测手段,对添加Ce的防护钢的显微组织、夹杂物和力学性能进行了表征和分析。结果表明:防护钢中加入微量Ce可明显改善钢的显微组织,晶粒得到细化;钢液得到净化,钢中的氧硫含量均下降,同时钢中夹杂物得到变性,由原来多边形的Mn S夹杂转变为球状的稀土复合夹杂。钢中Ce含量达到0.084%时,其抗拉强度、屈服强度及延伸率分别比未加Ce的防护钢提高了5.24%,3.41%和43.70%。     

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。     

稀土在低硫铌钛钢中的作用

在实验条件下采用50kg真空感应炉炼和两段控制轧制工艺，并采用WE－60型万能拉伸试验机，JB－30B型冲击试验机，MM6型及OLYMPUS－PME3型光学金相显微镜，IBAS－2000图相分析等手段研究了稀土对低硫铌钛钢性能，组织及夹杂物的影响。在低硫铌钛钢中的试验结果表明，稀土元素的加入使力学性能变化各异，它使钢的横向屈服点和抗拉强度先下降而后上升；延伸率则无下降而后上升；稀土对钢的横向冲击功则表现为先上升而后下降，并且在－20℃以上，适量的稀土加入可以明显改善其冲击功的各向异性；稀土的加入并不能改变钢的显微组织类型，钢的组织为铁素体＋珠光体，但稀土会使钢中珠光体数量增加，铁素体数量减少，在钢中夹杂物方面，稀土加入则表现为它一方面 化钢液，使钢中夹杂物数量减少，另一方面是使钢中夹杂物的颗粒球化，细化和弥散化，从而改善夹杂物的分布。     

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.     

轻稀土对低合金钢焊缝韧性的影响

在低合金高强钢焊条中，通过药皮过渡轻稀土元素，探讨其对焊缝韧性的影响。结果表明：适量的稀土具有脱氢、脱硫、减少夹杂物数量、净化焊缝组织的作用。稀土的加入，对焊缝组织形成有一定的影响，能抑制侧板条铁素体的转变，促进针状铁素体的形成，由于稀土元素净化作用与细化组织的作用，使低合金钢焊缝金属的韧性得到提高。但加入量过大，造成夹杂增多，晶粒长大，疏松组织，使焊缝的韧性下降。本实验轻稀土加入的合适范围为2％。     

Pr6O11对ZnO压敏材料显微结构的影响

研究了在ZnO压敏材料组分中以溶液方式加入稀土氧化物Pr6O11后其微观结构的变化。结果表明，Pr6O11的加入改变了ZnO尖晶石相的生成途径，使该材料在低于700℃时生成大量焦绿石相（Bi3Zn2Sb3O14）。当烧成温度高于900℃时，焦绿石相分解生成细小的二次尖晶石相（Zn7Sb2O12）。这种二次生成的细小尖晶石使材料晶粒尺寸减小，分布均匀；此外，Pr6O11的引入能生成含Pr物相，以及Pr氧化物相也有利于材料的晶粒细化。晶粒细化结果改善了ZnO压敏材料的压敏电压和非线性特性，与掺杂前相比，压敏电压提高了约60％。     

钇对AZ91镁合金微观组织及腐蚀性能影响的研究

通过金相分析、扫描电镜析及化学成分分析等测试手段,对添加不同含量Y的AZ91镁合金的微观组织和腐蚀性能进行了研究。结果表明,加入Y后,合金中有稀土相Al4MgY生成,并显著细化了合金的微观组织,合金微观组织由典型的枝晶组织转变为细小的等轴晶组织,当Y含量达到1.52%时,合金组织的细化程度最大;Y的加入,减少了合金中的-βMg17Al12相,并使β相断续、弥散,同时合金的耐腐蚀性能提高,在3.5%NaCl水溶液腐蚀实验中,稀土含量为1.52%Y的合金耐腐蚀性能最好。     

稀土型铁素体不锈钢430组织及韧性研究

以铁素体不锈钢430为研究对象,通过添加0.06%稀土,可改善铁素体不锈钢430的凝固组织,使凝固组织中的柱状晶区域减小,等轴晶区扩大;可改变铁素体不锈钢430中夹杂物的形貌、组分和分布,夹杂物由脆性夹杂改性为塑性夹杂,同时夹杂物的尺寸减少;有利于铁素体不锈钢430热轧板组织的改善,晶粒进一步细化,晶粒度由6级提高到8级;可改变铁素体不锈钢430的冲击断口形貌,断口形貌由脆性解理断口向韧性断口转变。     

Effect of Y2O3 on microstructural characteristics and wear resistance of cobalt‐based composite coatings produced on TA15 titanium alloy surface by laser cladding

The effects of Y₂O₃ on the microstructure, phase composition of the coatings, microhardness and wear resistance of cobalt‐based composite coatings prepared by laser cladding were investigated. The TA15 titanium alloy was selected as substrate which the cobalt‐based composite powder with different content of Y₂O₃ was cladded on. The microstructure of the coatings was observed by scanning electron microscope (SEM) and metallurgical microscope. The phase structure of the coatings was determined by X‐ray diffraction (XRD), and the microhardness and wear resistance of the coatings were measured by hardness tester and wear testing machine. The results show that the rare earth oxide Y₂O₃ can refine and purify the microstructure of the coatings, reduce the porosities and cracks and improve compactness of the coatings. Moreover the addition of Y₂O₃ improves the microhardness of the coatings and reduces the friction coefficient, thus improving the wear property of the coatings. And the wear resistance of the coating with Y₂O₃ has improved about 50 times; the highest value of microhardness in the coating is HV1181.1. And 0.8 wt% content of Y₂O₃ in the coating is the best choice for improving the microhardness and wear resistance of the coating. It is feasible to improve the microstructure and tribological properties of laser cladding coatings by adding of Y₂O₃. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

稀土对TiC基金属陶瓷耐磨堆焊材料组织性能的影响

应用扫描电镜、透射电镜等测试手段和冲击试验,磨损试验,研究了TiC基金属陶瓷堆焊材料中加入稀土氧化物,对堆焊材料的组织,界面相结合,显微硬度,冲击韧性和磨损性能的影响,初步探讨了稀土氧化物改善界面显微结构,提高的胎体金属韧性的作用机制,研究结果表明,稀土氧化物能细化堆焊层胎体金属组织,消除胎体金属的缺陷,细化胎体金属断口韧窝并使撕裂棱数量增加,提高堆焊层冲击韧性和塑性,促使金属基陶瓷与胎体金属界面成多晶过渡区和局部非晶态物相,提高界面的结合强度,稀土氧化物的加入对胎体金属显微硬度的影响不大,但能显著提高堆焊层干摩擦磨损状态下的耐磨性,具有一定的减摩作用。     

铝钛硼稀土中间合金的微观组织及其细化纯铝机制研究

采用氟盐与稀土铝水反应法制取Al5Ti4RE1B中间合金,对其进行物相、微观组织和细化效果分析,通过深入观察细化处理后晶粒形貌和微区成分分析对细化机制进行了研究。XRD及EDS分析显示RE和TiAl3结合生成了Ti2Al20RE相,细化试验表明Al5Ti4RE1B比Al5Ti1B具有更强的细化能力。微观组织及面扫描结果显示细化后的晶粒呈菊花状,在花瓣的不同位置存在RE和Ti分布的不均匀性,热处理后晶粒花瓣减少,成分也趋于均匀。这是由于Ti2Al20RE相在铝液中逐渐溶解并释放出RE和Ti原子,而-αAl晶体以枝晶的方式生长,同时将稀土原子排到枝晶间,最终形成了菊花状组织及元素分布的不均匀性。     

稀土元素对低硫氧合金结构钢冲击韧性的影响机制

利用数字化冲击试验装置和微观分析手段,研究了La,Ce对低硫氧合金结构钢冲击性能的影响,并对影响机制进行了分析。结果表明,稀土元素有改善低硫氧合金结构钢冲击韧性的作用,适宜的稀土含量大约为0.005%。稀土元素通过净化晶界和变质夹杂物,将提高晶界的强度,减少裂纹通过缺陷的贯通而扩展的可能,从而使材料承受冲击载荷时可以吸收更多的裂纹扩展的能量。稀土过量时,将弱化晶界,形成脆硬的磷化物、铁-稀土金属间化合物等,弱化材料的冲击性能。     

钇基稀土合金在超高硬度堆敷金属中的应用研究

运用OM，SEM，XRD探究了重钇基稀土合金在超高硬度堆敷金属中的作用。钇基稀土合金对堆敷金属中析出的碳化物有变质球化作用。增加碳化物在基体中弥散分布的程度。稀土钇与氧、硫结合在净化堆敷金属的同时，改善了堆敷金属中夹渣物的形态。最终结果表明适量钇基稀土合金加入可以在对堆敷金属硬度提高的同时，改善其冲击功。     

镧对4Cr13钢组织及耐蚀性的影响

以含不同量稀土元素La的4Cr13马氏体不锈钢为研究对象,实验用钢经冶炼、锻造、热处理后,通过观察不同稀土含量的研究试样在光学显微镜下的组织,测试研究试样在模拟溶液中的自腐蚀电位,并使用交流阻抗法测试研究试样的交流阻抗谱,从而研究La对4Cr13马氏体不锈钢的组织及耐蚀性的影响.分析得出:在一定范围内,随着La加入量的增加,其耐腐蚀性增强,La加入4Cr13马氏体不锈钢中能够细化晶粒,改变碳化物形态,减少碳化物偏聚,提高钢的强度、塑性和耐腐蚀性.     

微量铒对LF3铝合金铸态组织的影响

采用金相显微镜，扫描电镜和X射线衍射仪等手段分析研究了LF3铝合金中添加0．3％Er后的合金铸态及均匀化退火态的组织。结果表明：微量铒的加入可显著细化LF3铝合金的铸态组织，使其枝晶网胞尺寸明显减小，网胞间共晶化合物也更稀薄；同时，使第二相化合物更细小，分布也更均匀；微量铒的加入可形成Al3Er稀土化合物，没有发现粗大的块状化合物。其机制是由于生成了LI2型结构的，在晶体结构和点阵常数上都与Al基体（面心立方，a=0.405nm)相似的Al3Er稀土化合物，起到非均质形核核心的作用。