微合金钢中稀土对沉淀相和性能的影响

在Nb(Ti,V）微合金钢中，主要沉淀相分别为Nb(C,N),(Nb,Ti)(C,N)和V（C，N）。稀土降低沉淀相完全溶解的温度，增大奥氏体中沉淀相析出的孕育期，降低析出速率，抑制奥氏体中沉淀相的析出，在铁素体相区，稀土提高沉淀相的析出速率和数量，促进沉淀相的析出，其中稀土对铌沉淀相析出的作用影响最强。锻态钢中，稀土有促进细化球化析出相的作用，随稀土含量增加，沉淀相析出数量增加，但过量稀土，促进作用又减弱，稀土在保持微合金钢强度的情况下，显著改善其冲击韧性，尤其是低温韧性，微合金钢中添加适量稀土可获得更佳的综合性能。     

稀土对钢中碳化铌溶解和析出行为的影响

通过透射电镜，Ｘ射线衍射分析，电解相分析及热模热等手段，研究了稀土对控轧含Ｎｂ钢析出相－碳化铌的结构，溶解和析出行为的影响，实验结果表明，钢中加入稀土后，碳化铌颗粒变小且弥散分布，在９００－９５０℃碳化铌析出达最高值，随温度升高析出量急骤下降，１２００℃时碳化铌基本溶解，在奥氏体化温度下，稀上有抑制碳化铌析出的作用，随稀土量增加其作用愈显著，稀土使碳化铌在奥氏体区析出时间增长，沉淀析出速度降低。     

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。     

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。     

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。     

含铌高强结构钢应变诱导沉淀相析出动力学

本文通过对含铌高强结构钢在1250℃固溶后,在相同应变速率下,在850℃时经过不同应变量的压缩后,Nb的转化率与保温时间的关系的分析,得出了Nb(C,N)析出动力学机制符合方程-ln(1-a)=kt,是Nb的二维扩散控速的抛物线型长大机制,进而从应变速率常数角度考察了应变量,Nb含量对Nb(C,N)析出动力学的影响.     

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。     

稀土对微合金钢中碳化铌析出规律的影响

在铁素体区和奥氏体区研究了稀土对碳化铌析出动力学规律的影响。实验结果表明，在铁素体区稀土可促进碳化铌的析出，而在奥氏体区有抑制碳化铌的出的作用。用计算机进行线性拟合处理发现，稀土并不能改变碳化铌析出的动力学机制，但影响其瓜速度常数Ｋ。在６６０℃时稀土使Ｋ值增加，属于形核长大控速。在９５０℃时稀土使Ｋ值降低，属于扩散控速。表明了稀土对碳化铌要出的促进和抑制作用。     

稀土重轨钢的静态再结晶研究

通过Gleeble-1500D型热模拟机对REⅡ稀土重轨钢进行应变速率为5 s-1、变形量均为25%的双道次热压缩模拟试验,分别测定820,850,880,1000℃下的真应力-真应变曲线,采用后插法计算奥氏体等温变形后道次间隙时间1～1200 s内的软化率,研究REⅡ稀土重轨钢的静态再结晶规律。结果显示:当变形温度为>1000℃时,REⅡ重轨钢完成静态再结晶弛豫时间<90 s;当变形温度<820℃时,静态再结晶很难进行,即使弛豫时间延长至1000 s,再结晶百分数也只有38.8%;当变形温度为850和880℃时,再结晶过程会出现析出现象,对抑制静态再结晶的进行有影响,导致软化率曲线上出现了平台。     

微量RE对接触线用铜合金时效析出特性和软化温度的影响

探讨了微量稀土Ce,Y及混合稀土Ce+Y等对电气化铁路接触线用Cu-Cr-Zr合金的时效析出特性和软化温度的影响。Cu-Cr-Zr合金中加入微量稀土元素并经950℃×1h固溶、480℃时效处理后,可有效地提高合金的显微硬度,而电导率略有降低。时效前冷变形能使合金产生明显的时效硬化,对固溶后的Cu-Cr-Zr合金和Cu-Cr-Zr-RE合金施以60%冷变形再进行480℃时效处理,其显微硬度和导电率较固溶后直接进行时效处理均有明显提高。微量添加的稀土元素对合金的抗软化性能均有改善作用,其中以混合稀土Ce+Y对合金抗软化性能的改善作用最为显著,可将Cu-Cr-Zr合金的软化温度提高约45℃。     

钢中稀土固溶规律及作用研究

应用ICP光谱法直接测定16Mn钢中稀土固溶虽,研究稀土固溶规律及合金化作用。实验结果表明,在MnS夹杂完全变质前,钢中仅有几ppm稀土固溶并受硫氧含量的影响,完全变质后,随钢中稀土含量增加,稀土固溶量显著增大。常温下铈在16Mn钢中固溶度不超过0.011wt％,并偏聚在晶界;固溶稀土能显著减少珠光体,增加铁素体及其硬度。     

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。     

中、低碳钢中固溶稀土元素的价电子结构分析

根据固体与分子经验电子理论(EET理论)，采用键距差(BLD)方法，计算了稀土元素固溶于奥氏体，珠光体和马氏体的价电子结构。计算结果表明，碳高有利于提高钢中的稀土固溶量。稀土元素的溶入，改变了奥氏体中C，Fe原子的分布，引发空位等晶格缺陷及C-RE偏聚区的形成，从而缩短了先共析铁素体的孕育期，并使先共析铁素体数量增多，珠光体数量减少。C-RE偏聚使珠光体转变的开始温度降低，从而减小珠光体的片层厚度及层间距，并导致粒状珠光体的形成。RE更多地存在于对渗碳体中，其对渗碳体显微硬度的提高将大于对铁素体的作用。稀土元素固溶于马氏体，提高马氏体强度，增强马氏体的回火稳定性，提高马氏体再结晶温度。     

碳氮共渗层中不稳定氮化物的提取—固溶氮的测定

为了深入研究氮在钢中的作用机理,氮的分析、相分析、特别是固溶氮的测定日趋重要。但定量测定钢中固溶氮的方法迄今未见报导。本文通过对由18CrMnNiMo钢的碳氮共渗层中所提取的及人工合成的Fe_4N、Mn_4N、AlN、TiN、CrN、M_3(C_1N)、M_7C_3、M_(23)C_6等相的电化学及化学性质的研究,提出了一种定量提取钢中不稳定氮化物的电解制度,并建立了分别定量测定固溶氮及化合氮的方法。确立了“固溶氮”、“化合氮”及“总氮”的真正涵义及其同测定方法之间的关系。选定了测定钢中氮的合理的方法。     

新型超低碳不锈钢耐蚀性测试

固溶处理过程是金属加工工艺中的重要组成部分,它的主要目的是获得均一的奥氏体组织,提高耐蚀性,并能使钢软化,以便加工成形[1].陈小芹等人的研究表明适当的固溶处理能使碳化物固溶于铁基中,然后快速冷却,避免晶界析出连续的网状碳化物,从而获得优异的耐蚀性能[2].李奇志等人指出双相不锈钢经固溶处理后,合金的组织和力学性能均能得到明显的改善[3].秦紫瑞等人用金相法、失重法、化学浸泡法研究了新型超低碳双相不锈钢在不同热处理状态下的金相组织及其腐蚀行为,结果表明经1 050℃固溶处理后该钢具有优良的耐均匀腐蚀、晶间腐蚀与抗点蚀能力[4].本论文主要研究新型超低碳不锈钢经过不同温度的固溶处理后电化学行为的变化,腐蚀产物的形貌和组成成分.筛选出合适的固溶处理温度.     

热变形条件对V-Ti微合金化钢第二相析出的影响

采用电解浸蚀方法对V-Ti微合金化钢进行第二析出相的研究,并且对热变形时变形量、轧制温度以及轧后停留时间不同因素对第二相析出行为的影响进行了深入的探讨.     

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     

铈在低硫铌钛钢中的微合金化作用

在实验室条件下采用50 kg真空感应炉冶炼和两段控制轧制工艺, 采用THERMECMASTOR-Z热模拟机对过冷奥氏体连续冷却转变曲线进行了测定, 试验结果表明, 低硫铌钛钢中稀土铈能提高钢的临界点tAr3和tAr1, 并且使(tAr3-tAr1)温度区间增大; 并使钢的CCT曲线右移和上移, 降低了钢的淬透性; 铈会使贝氏体转变点升高, 同时加大了贝氏体转变间隔; 当冷却速度较高时, 稀土使马氏体由粗条状变为细条状, 降低了Ms点, 并且增强了马氏体结构的板条化趋势, 抑制了片状晶生成.     

稀土元素对低碳Si-Mn-V钢马氏体自回火及低温回火分解过程的影响

采用透射电镜、膨胀仪和显微硬度测定等方法对含稀土和不含稀土的Si-Mn-V低碳钢马氏体自回火和低温回火分解过程进行了研究。结果表明,Si-Mn-V钢低碳马氏体自回火析出的碳化物既有ε-碳化物,又有θ-Fe_3C相,二者可以同时并存。而钢中含有少量稀土元素可以抑制低碳马氏体自回火碳化物的析出,影响自回火碳化物的析出类型。透射电镜原位动态观察还表明,稀土元素抑制了低碳马氏体在低温回火阶段的分解。