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。     

基于CSP工艺铽对Q345B再结晶的影响

以CSP工艺生产的Q345热轧钢板为研究对象,采用Gleeble-1500D热模拟实验机进行单、双道次轧制模拟实验,研究了稀土铽(Tb)对Q345B钢再结晶行为的影响.结果表明,稀土铽(Tb)能够明显地推迟Q345B钢的动态再结晶,使对应峰值应力在低温轧制时提高约10%,而对980℃以上时的峰值应力影响不明显;980℃以上轧制时,稀土铽(Tb)能够明显的降低间隔时间1.5 s时的静态软化率,但随间隔时间的增加,稀土铽(Tb)对静态软化率的影响减弱;加入稀土铽能够提高完全再结晶区温度,扩大部分再结晶区.     

稀土La在α-Fe中占位倾向及对晶界影响的第一性原理研究

本文采用重合位置点阵理论构建了α-Fe的Σ3[110](112)对称倾转晶界模型,通过基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了稀土La元素在α-Fe中的占位倾向.结果表明,La在α-Fe晶界的杂质形成能最低,因而La原子倾向于占据晶界区;掺杂La前后的α-Fe晶界电子结构计算结果显示,La占位于α-Fe晶界会使体系中的电荷发生重新分配,将提供更多电子用于晶界区成键,使得Fe原子得到更多的电子,这将导致掺杂区原子间结合有离子化趋势,从而使La与晶界区相邻Fe原子之间的相互作用加强,也使晶界原子与晶界两侧Fe原子的键合加强,从能量角度解释了材料宏观力学性能变化的原因;计算同时发现,La加入后,也使晶界上的原子成键区态密度左移,降低了体系的总能量,使晶界结构更为稳定.     

稀土La对bcc-Fe中Cu扩散行为影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了稀土La对bcc-Fe中Cu析出行为的影响.计算了α-Fe中La原子和Cu原子与空位之间,以及La原子和Cu原子之间的点缺陷结合能;在此基础上,讨论了α-Fe中La对Cu扩散激活能的关系.结果表明:La原子与空位之间有较强的相互吸引作用,且对近邻Cu原子也有一定的束缚.此外,La的加入使Cu原子近邻的空位形成能显著升高,这表明La,Cu偏聚区形成空位较为困难.与此同时,由于La原子对近邻空位和Cu原子的吸引作用,使Cu原子向近邻空位跳跃的迁移能有所升高.迁移能与空位形成能变化的计算结果显示,La原子的加入能够使α-Fe中Cu的扩散激活能显著升高,从而延缓了铁素体区富铜相的偏聚和析出.     

稀土La在$lt;em$gt;α$lt;/em$gt;-Fe中占位倾向及对晶界影响的第一性原理研究

本文采用重合位置点阵理论构建了 α-Fe的Σ3[110]（112）对称倾转晶界模型,通过基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了稀土La元素在 α-Fe中的占位倾向. 结果表明,La在 α-Fe晶界的杂质形成能最低,因而La原子倾向于占据晶界区;掺杂La前后的 α-Fe晶界电子结构计算结果显示,La占位于 α-Fe晶界会使体系中的电荷发生重新分配,将提供更多电子用于晶界区成键,使得Fe原子得到更多的电子,这将导致掺杂区原子间结合有离子化趋势,从而使La与晶界区相邻Fe原子之间的相互作用加强,也使晶界原子与晶界两侧Fe原子的键合加强,从能量角度解释了材料宏观力学性能变化的原因;计算同时发现,La加入后,也使晶界上的原子成键区态密度左移,降低了体系的总能量,使晶界结构更为稳定. 关键词： La α-Fe')" href="#">α-Fe 晶界 第一性原理     

稀土对薄板坯连铸连轧工艺连铸坯组织和夹杂物的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜等对薄板坯连铸连轧(CSP)工艺生产的加稀土和不加稀土的连铸坯横断面试样的微观组织变化、夹杂物的形态以及成分进行了分析,结果表明:加入稀土改变了铸态组织,利用Image Tool软件进行测量,发现稀土使铸坯表层细晶粒区由400μm扩大到630μm;通过Image Tool软件测量加稀土和不加稀土铸坯的枝晶间距,并对测量数据进行F检验分析,分析表明加入稀土对CSP连铸坯的一次枝晶间距无显著影响,对二次枝晶间距影响特别显著,使二次枝晶间距平均值由41.22μm降低到14.21μm,可靠性99%以上;加入稀土,连铸坯中的夹杂物由钙铝酸盐夹杂物或硫化物变成了球形的稀土复合夹杂物,并且降低了夹杂物的最大尺寸,使得最大尺寸由15μm左右降低到7μm左右。     

铈对Fe-4%Si合金凝固特征温度的影响及机制

针对不加Ce和添加Ce的Fe-4%Si合金,采用NETZSCH STA 449C型综合热分析仪测定其示差扫描量热（DSC）曲线,探讨添加Ce对Fe-4%Si合金近平衡凝固过程中特征温度的影响。利用液态金属冷却（LMC）定向凝固技术,对添加Ce的Fe-4%Si合金试样通过定向凝固实验保留固-液界面。采用岛津EPMA-1720H电子探针（EPMA）,对添加Ce的Fe-4%Si合金定向凝固样品,进行长时间点定量分析,探索Ce在固-液界面处的富集。结果表明,添加Ce使Fe-4%Si合金近平衡凝固过程中液相线温度和固相线温度都有降低的趋势、结晶温度区间有增大的趋势。EPMA长时间点定量分析,证实了凝固过程中Ce能够以原子或夹杂物形式在固-液界面前沿的液相富集。界面处Ce的富集,可能阻碍凝固生长过程中原子的供应,进而影响Fe-4%Si合金的近平衡凝固特征温度及结晶温度区间。     

CSP工艺条件下稀土对低碳结构钢热轧过程中再结晶行为的影响

为研究稀土在CSP连续轧制过程中对低碳结构钢再结晶行为影响,采用Gleeble-1500热模拟机,对加稀土和未加稀土的低碳结构钢进行了单道次、双道次热压缩实验,并且对加稀土和未加稀土的低碳结构钢进行CSP工艺的模拟,比较金相照片及真应力-应变曲线。实验结果表明:稀土提高了低碳结构钢的动态再结晶临界应变εD,在一定温度下降低静态软化率;并且在CSP热轧过程中采用加入稀土的方法,最终获得较未加稀土试样更为细小的晶粒组织。     

添加铈对Fe-15Mn-0.6C合金中夹杂物的影响

针对能够将初生γ-奥氏体保留到室温的Fe-15Mn-0.6C合金，采用扫描电镜(SEM)及其配备的能谱仪(EDS)和电子背散射衍射(EBSD)系统，对添加Ce的合金中的夹杂物进行形貌观察、成分分析和相鉴定，采用FactSage软件系统的Phase Diagram和Equilib模块对添加Ce的合金中的夹杂物行为进行热力学计算。结果表明，添加含Ce夹杂物的类型和数量影响取决于O, S, Ce的相对含量，在0.0006%O-0.0020%S-0.016%Ce和0.0006%O-0.0051%S-0.025%Ce条件下，合金中主要形成CeS夹杂，在0.0015%O-0.0045%S-0.025%Ce条件下，合金中主要形成Ce₂O₂S和CeS夹杂，夹杂物形状圆整，尺寸多数约1～2μm。热力学计算为添加Ce对Fe-15Mn-0.6C合金中夹杂物的影响提供了理论依据。研究结果能够为进一步搞清添加Ce细化初生γ-奥氏体的异质形核作用提供扎实的研究基础。