HP295钢中含铈夹杂物形成的实验及热力学研究

采用LaCrO3高温管式炉重熔HP295钢,向钢液中加入不同量的Ce进行脱氧,用SEM及EDS对钢中含Ce夹杂物进行分析,并对Ce-Al-O-S系进行热力学计算。实验结果显示,含Ce夹杂物主要为不规则的Ce2O3和近球形的Ce2O2S,大部分夹杂物尺寸小于5μm。热力学计算表明,含Ce夹杂物的形成主要受钢液中[O],[S]及[Al]S含量的影响,本实验条件下主要形成Ce2O3和Ce2O2S夹杂物;当钢液中Ce与Al的活度比≥0.08时,Al2O3可转变为CeAlO3夹杂物。     

特殊钢中稀土变质夹杂物行为研究

通过加入稀土金属(Ce),研究不同稀土含量对变质夹杂物的影响。发现在洁净度较高的A l脱氧特殊钢中稀土能够使氧化铝、硫化锰夹杂变质并能形成硬度较低的铝酸稀土夹杂物。研究结果表明:当稀土含量Ce15 ppm时,钢中没有稀土夹杂物;当15 ppm≤Ce≤140 ppm时,能够生成稀土铝氧化物和稀土硫氧化物夹杂物;当Ce140 ppm时,夹杂物进一步转变为稀土铝氧化物和稀土氧硫化物的复合夹杂物,并有部分稀土氧硫化物和稀土硫化物,夹杂物的尺寸也随着增大。热力学分析计算表明:在[O],[S]含量较低的前提下,Ce变质A l2O3所需的条件是aCe.aA-l1=0.145,当[A l%]=0.01~0.03时,对应溶解的稀土含量[Ce]=22~67 ppm。     

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。     

含铈压铸AZ91D镁合金高周疲劳行为

研究了不同Ce添加量对压铸AZ91D合金高周疲劳性能的影响。在应力比R=0.1条件下对不同Ce含量的镁合金进行高周疲劳试验,利用升降法计算合金的疲劳强度。结果表明:随着Ce的添加,AZ91D合金的组织细化,合金中孔隙的数量降低,分布趋于均匀;在循环基数Nf=1×107条件下,合金的室温疲劳强度从96.7 MPa分别提高到106.3 MPa(1%Ce)和105.5 MPa(2%Ce);疲劳裂纹萌生于合金内部的孔隙和夹杂位置,并沿着晶粒边界扩展;合金中添加Ce后,疲劳裂纹扩展区出现疲劳条纹,疲劳断口呈现出准解理和韧窝断裂的混合特征。     

变质CH13钢中Ce_2O_3异质核心作用的研究

采用变质处理大大减弱了CH13钢枝晶组织的元素偏析 ,使未变质CH13钢中的晶界碳化物得以消除 ,CH13钢的冲击韧性大大提高。通过热力学计算及二维点阵错配度计算 ,并采用电子探针定量分析等手段 ,证实Ce2 O3型稀土夹杂物可作为CH13钢中初生奥氏体的异质核心 ,细化枝晶组织 ,减弱合金元素偏析     

变质CH13钢中Ce2O3异质核心作用的研究

变质变质处理大减弱了CH13钢技晶组织的元素偏析,使未变质CH13钢中的晶界碳化物得以消除,CH13钢的冲击韧性大大提高,通过热力学计算及二维点阵错配度计算,并采用电子探针定量分析等手段,证实Ce2O3型稀土夹杂物可作为CH13钢中初生奥氏体的异质核心,细化枝晶组织,减弱合金元素偏析。     

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%。     

连铸结晶器喂稀土处理的碳锰钢夹杂物研究

为研究钢中添加稀土带来的夹杂物问题,采用金相夹杂物评级、电解夹杂分析以及电子探针和扫描电镜观察分析,对经稀土处理的微合金化碳锰钢夹杂物进行了研究.结果表明,采用铝脱氧和RH真空充分脱气的微合金化碳锰钢,经连铸结晶器喂稀土处理后,钢中的A,B,C,D类夹杂物分别不大于1.0级、1.5级、0.5级、1.5级,氧化物夹杂总量约为0.0030%.试验钢中主要形成球状稀土硫化物,同时还形成有链状"稀土硫化物包围氧化铝"的复合夹杂物,而稀土氧化物难以生成.     

钢中大尺寸稀土夹杂物的形成动力学研究

以添加稀土等微合金化元素的5CrNiMo钢为例, 通过电子探针元素面分布分析探讨了钢中大尺寸稀土夹杂物的成分和组成元素的分布规律, 初步探明了稀土夹杂物的形成动力学及形成机制. 研究结果表明: 稀土夹杂物首先以高熔点氧化物和硫化物为核心分别独立形核长大, 然后以稀土所特有的较高表面活性在液相和凝固过程中相结合, 最终细小分散的稀土夹杂物合并成一个大尺寸的稀土夹杂物.     

钇对H13钢中夹杂物的影响EI北大核心CSCD

研究了不同Y含量对H13模具钢中夹杂物的种类、形态、尺寸和成分等的影响机制。实验室采用电渣重熔冶炼添加Y获得了Y含量分别0.0008%,0.006%和0.012%(质量分数)的H13电渣锭。利用OM,SEM,ASPEX和热力学计算等方法研究Y对钢中夹杂物的影响。结果表明,不添加稀土的H13钢中夹杂物以MgO·Al_(2)O_(3)外包覆(Cr,V,Mo)C的复合夹杂为主;Y添加量为0.0008%的H13钢材中夹杂物以YAlO_(3)外包覆(Cr,V,Mo)C的复合夹杂物为主;Y添加量为0.006%的H13钢中夹杂物以YAlO_(3)和YAlO_(3)外包覆(Cr,V,Mo)C的复合夹杂物为主;Y添加量为0.012%的H13钢中夹杂物以单独存在的Y_(2)O_(3),YS·Y_(2)O_(3),YS外包覆(Cr,V,Mo)C的复合夹杂物为主。当H13钢中的Y达到0.012%时,钢中尺寸小于5μm的夹杂物占96%以上。     

铈对Cu-Zr合金热变形激活能和性能的影响

在Gleeble-1500D热模拟机上对Cu-1%Zr和Cu-1%Zr-0.15%Ce两种合金在变形温度分别为550,650,750,850和900℃,应变速率分别为0.001,0.010,0.100,1.000和10.000 s~(-1)条件下进行等温热压缩实验,分析了Ce对Cu-1%Zr合金热变形激活能的影响。通过透射电子显微镜,研究了合金在时效过程中的析出相和位错组态。结果表明:Cu-1%Zr和Cu-1%Zr-0.15%Ce两种合金具有相似的热压缩变形特征。高Zr和微量Ce的添加使Cu-Zr合金的热变形激活能显著提高。与Cu-1%Zr合金相比,添加0.15%Ce使合金的热变形激活能提高了约34%。添加Ce,使导电率下降了约5%IACS,显微硬度略有提高。通过导电率的变化,计算出时效过程中析出相体积分数,求得550℃时合金的析出动力学方程和导电率方程。     

冷轧无取向硅钢中微细夹杂物的研究

工业试验表明,通过钙处理来控制钢中微细夹杂物的数量,可以降低硅钢片铁损.用金相显微镜、扫描电镜和图像分析仪检验了硅钢片中微细夹杂物类型及数量、尺寸分布,发现＜1μm的微细夹杂物数量占夹杂物总量的98%以上,对无取向硅钢片铁损影响较大的是0.1μM～0.4μM的微细夹杂物,钙处理有利于微细夹杂物的聚合长大.     

夹杂物在中高碳钢堆焊金属中成为初生奥氏体非均质形核核心的探讨

采用二维点阵错配度理论,对不同稀土 杂物和中高碳钢堆焊时常见氧化物在熔敷金属中成为初生奥氏体非均质形核核心的有效性进行了分析和计算。成为熔敷金属中初生奥氏体非均质开核核心的夹物以Ｃｅ２Ｏ３．Ｌａ２Ｏ３和Ｃｅ２Ｃ２Ｓ为效,Ａ１２Ｏ３,ＳｉＯ２,ＭｎＯ和ＣｅＳ为无效。     

稀土氧化物提高中高碳钢堆焊试样抗开裂性机制的研究

采用5CrNiMo热锻模具钢作为研究对象，分析了堆焊试样上的裂纹形貌，测定了堆焊残余应力场并进行了数值模拟。在此基础上，分析了稀土氧化物改善堆焊金属结晶组织和变质夹杂物的作用。结果表明：堆焊裂纹主要在粗大的树枝晶之间、夹杂物和热影响区粗大奥氏体晶粒处形成，并且，在堆焊金属中心和热影响区残余拉应力作用下扩展。堆焊金属中加入稀土氧化物能细化一次柱状晶组织；变质夹杂物。同时，降低堆焊金属马氏体相变温度，从而降低上述危险部位的拉应力峰值。     

铈对27%Cr超级铁素体不锈钢凝固组织影响机制研究

通过Factsage软件计算、宏观组织观察、扫描电镜分析等手段研究了Ce对27%Cr超级铁素体不锈钢凝固组织的影响。结果表明:未添加Ce钢中的夹杂物主要为Si-O-Mg-Al系夹杂及TiNb(CN)包裹Al_2O_3; Ce含量为0.05%时钢中形成弥散的高熔点Ce_2O_3和Ce_2O_2S,其作为非均质形核质点,使等轴晶比例增加,柱状晶变短变细,平均晶粒尺寸减小,凝固组织得到显著细化; Ce含量为0.07%时钢中的稀土化合物呈团簇状大量聚集。实验结果与Factsage计算预测基本吻合。     

钢包内钢中稀土夹杂物的特征和行为

出钢时向装13吨钢液的钢包中加入适量的稀土和铝,人为地造成浇注初期发生水口结瘤并堵死。包内钢液自然冷却凝固后,解剖研究凝固钢体,发现钢中稀土夹杂物的特征是:(1)凝钢块的下部三分之一区域内和边缘部份稀土夹杂物较多,中部较少,上半部的中间区域基本上没有稀土夹杂物,(2)上半部中间区域是最后凝固的,其中硫化物(硫化锰)夹杂多,这只能是钢液中稀土夹杂物氧化所致,(3)钢包中的稀土夹杂发生了明显聚集,形成一些较大的聚合体,其形态与在水口结瘤中所见相似,(4)稀土夹杂聚合的主要方式是由小颗粒相互合并成大颗粒,(5)在有稀土夹杂物的区域,愈接近包底夹杂物粒度愈大。     

钢中夹杂物的电解萃取

介绍了一种有机溶液电解萃取和检测钢中非金属夹杂物的方法,能将含氧化物、硅酸钙、硅铝酸钙夹杂物从钢试样中完整无损地提取出来,并直接观察其三维立体形貌。并将夹杂物进行了统计分析,得到夹杂物的形貌、类型、尺寸、元素组成及数量分布,对炼钢生产过程的控制和优化有一定的指导作用。     

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。     

硼和铈对Cu-Fe-P合金显微组织和性能的影响

Cu-Fe-P系合金是广泛应用的制造集成电路引线框架的材料。本文通过对Cu-0．22Fe-0．06P，Cu-0．22Fe-0．06P-0．05Ce，Cu-0．22Fe-O．06P-0．02B和Cu-0．22Fe-0．06P-0．05Ce-0．02B（％，质量分数）这4种合金的杂质元素含量、显微组织、力学性能和导电率进行测试分析，研究了添加铈和硼对Cu-Fe-P合金纯净度、组织和性能的影响。结果表明，添加微量的铈和硼，一方面具有显著的脱S，Bi，Pb等杂质元素作用；另一方面显著地提高合金的再结晶温度，使合金经冷轧加工＋时效处理后可以获得加工硬化和时效强化的效果，而对导电性的影响微小，从而使合金获得高强度和高导电率的良好结合。     

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。