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本文首先对稀土在钢中的作用和研究状况进行了简要评述,并对其性质、在钢中的作用机理,特别是微合金化作用对钢性能的影响,以及稀土处理钢冶金因素控制等方面进行了较为全面的总结。然后,详细地阐述了在本次实验中试样的制备以及对其进行分析、研究的途径和方法。
本次试验的研究对象是,通过改变稀土的加入量,La-Ca复合处理20钢,而得到的具有不同稀土残留量的试样。本次试验的研究内容是,通过对试样进行分析和研究,来确认稀土La是否在20钢中起到变质夹杂、去除杂质和微合金化作用,其中以研究稀土在钢中的微合金化作用为重点。
在对试样进行实验研究的过程中,采用金相观察及扫描电镜分析的方法,研究La-Ca复合处理对钢中夹杂物的变质作用。结果表明,RE-Ca复合处理可以充分发挥了稀土的变质夹杂物的特性—能够有效地脱氧,脱硫,减少钢中夹杂物的数量,减小其尺寸,改变钢中硫化物夹杂和Al2O3或铝酸盐夹杂的成份,生成高熔点的使其在轧制过程中不变形的稀土夹杂,改善钢的各向异性,从而消除这些夹杂物对钢材的有害作用。
通过分析添加稀土的试样化学成分,可以看出稀土有很强的活性,与钢液中的氧硫作用,能起到脱硫、脱氧的作用。
为了研究稀土的微合金化作用时,首先对稀土的固溶量进行测定,然后通过对试样热处理,得到不同的组织,并观察其金相试样,比较不同的稀土固溶量对钢的组织和性能的影响。可以看出,稀土有细化晶粒,改变珠光体和铁素体含量,细化马氏体板条束,提高淬透性等作用。另外,采用Gleeble-1500D热模拟机,研究了在高温拉伸过程中稀土固溶量对动态再结晶的影响。
通过本次实验还进一步表明,虽然Ca与RE一样在钢中具有很强的脱氧、脱硫的能力,但RE更能彻底地变性硫化物夹杂。先用钙处理尽量减少钢中的[O]和[S]含量,再加入少量稀土,则是彻底变质钢中夹杂物,提高钢的洁净度的有效办法。