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本文以工业纯铁为原料,稀土添加剂为纯镧,用25kg真空感应炉冶炼了5炉稀土含量不同的实验钢。就稀土在纯净钢中的作用展开了系统的研究。测试了纯净钢中稀土的残留量,分析了稀土对夹杂物的类型、形态的影响,研究了稀土对纯净钢高温抗氧化性能的影响、稀土对纯净钢耐腐蚀性能的影响、以及稀土对纯净钢组织与力学性能的影响。
研究结果表明:随着钢中稀土含量的增加,钢中的稀土残留量也随着增加。利用扫描电子显微镜、能谱仪,发现稀土对钢中夹杂物有变质和球化的作用。使纯净钢中的Al2O3、MnS夹杂转变为球状或椭球状的LaAlO3、La2O2S型夹杂物。且稀土夹杂物弥散分布,其最大直径不超过3μm,起到细化晶粒和提高基体强度的作用。在高温抗氧化实验中,稀土明显提高了纯净钢高温氧化膜的塑性和粘附力,从而改善了纯净钢高温抗氧化性能。3.5%NaCl溶液腐蚀实验结果表明:适量的稀土添加到纯净钢中,可使纯净钢的交流阻抗谱的极化电阻增大,极化曲线的自腐蚀电位正移,降低腐蚀电流密度,从而改善了纯净钢的耐腐蚀。
在相同的冷却条件下,稀土含量对纯净钢的组织产生明显影响。实验发现,纯净钢淬火试样全部发生块状相变,不同的是随着稀土含量的增加,其块状组织越来越明显,当稀土含量为0.042%时,由大块的块状组织转变为片状或针状的块状组织,其形貌发生了明显的变化。
通过拉伸试验,可以看出稀土的加入明显提高了纯净钢的强度。