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以重轨钢为研究对象,建立可以定量描述稀土在重轨钢中行为特性的热力学模型,并通过实验验证了模型的精确度。利用该热力学模型,研究分析了镧加入量对重轨钢液及其凝固过程中镧的赋存状态以及夹杂物组成的影响作用规律,得到以下结论:
(1)在高温钢液中,随着镧加入量的增加,La2O2S夹杂的析出量增大,LaAlO3夹杂的析出量减小,且均不随温度而变化;镧加入量的增加和温度的下降均有利于LaS 夹杂的析出。(2)在凝固过程中,随着镧加入量的增加,La2O2S夹杂和LaAlO3夹杂的变化规律基本不变,LaS夹杂的浓度分布趋于稳定,抑制碳化铌和La2S3夹杂的析出。(3)固溶稀土浓度的增加主要有两个阶段:一是钢中未析出稀土第二相(LaN和LaP)之前,二是稀土第二相的析出达到平衡之后。其中以第二个阶段的增幅最为明显。