学术活动简讯

▲ 全国第二届“稀土在钢中应用”学术会议1984年10月29至11月3日在漳州市举行。我院金属材料系副教授刘永铨、李规华,有色冶金系副教授王常珍、讲师徐秀光分别在会上宣读了论文《微量稀土对硫系奥氏体易切钢切削性及耐蚀性的影响》、《稀土元素在硬质合金中的应用》、《La_2O_3-Al_2O_3-CaF_2和Cl_2O_3-CaO-CaF_2体系稀土化合物组元活度的测定》、《La_2O_3-Al_2O_3-CaF_2三元渣系中La_2O_3活度的测定》。     

不同稀土、硫含量重轨钢的组织与性能

研究了具有不同稀土、硫含量重轨钢的组织与性能·在低硫重轨钢中,稀土元素具有使硫化物夹杂改性、抑制先共析铁素体析出以及细化NbC析出相等作用·稀土的加入明显改善钢的纵向力学性能,当加入量为0.02%、钢中稀土硫比w(RE)/w(S)=157时,钢的强度、韧性及抗疲劳性能最佳·在高硫重轨钢中,稀土的加入可使硫化物明显改性,但对钢的纵向力学性能影响不明显·当稀土加入量相同时,高硫重轨钢的力学性能明显低于低硫重轨钢,这表明硫含量是影响重轨钢性能的重要因素·     

稀土对不同洁净度高碳钢力学性能的影响

通过实验测定和理论分析,系统研究了稀土在不同洁净度条件下高碳钢中的赋存状态和存量的变化规律,及其对钢的力学性能的影响.研究发现,在钢洁净度大幅度提高的条件下,稀土处理对于高碳钢的力学性能依然有明显的改善作用,而且效果更加稳定.随着钢洁净度的提高,稀土加入量可以适当降低.在本实验高碳钢种条件下,低洁净度钢的稀土最佳加入量的质量分数为0.02%,高洁净度钢的稀土最佳加入量的质量分数为0.01%,此时钢的塑性和冲击韧性得到显著改善.对于低洁净度钢而言,加入大量的稀土并不能增加钢中的固溶稀土含量,固溶稀土的质量分数均保持在0.001 2%以下.     

微量稀土和铍对马氏体时效不锈钢00Cr12Ni9Cu2TiNb组织和性能影响的研究

本文主要就微量稀土和铍对马氏体时效不锈钢00Cr12Ni9Cu2TiNb组织和性能的影响进行了研究。实验结果指出:微量稀土和铍的加入可细化钢的原始奥氏体晶粒和马氏体板条,改变马氏体内部精细结构,使钢中除棒状NiTi析出相外,出现新的球状析出相NiBe,延缓时效初期的强化过程,使铜的综合机械性能和耐蚀性,特别是软态时效后的弹性极限得到较大地提高。     

稀土铈在重轨钢液中行为特性的模型

以重轨钢液为研究对象,建立可以定量描述稀土铈在重轨钢液中行为特性的热力学模型,利用该热力学模型,可以预测在不同洁净度条件下重轨钢液中稀土赋存状态及夹杂物组成的变化规律.结果表明:重轨钢液中初始氧质量分数的增大,有利于稀土氧化物和稀土氧硫化物的析出;钢液中初始硫质量分数的增大,有利于稀土硫化物和稀土氧硫化物的析出;1783 K温度条件下重轨钢液中Ce2O3夹杂析出的必要条件为钢中氧硫的活度比大于等于0.19,Ce2S3夹杂析出的必要条件为钢中氧硫的活度比小于等于0.39,CeS夹杂向Ce2O2S夹杂转变的条件为钢中氧硫的活度比在0.53~0.96之间;随着洁净度的提高,重轨钢液中溶解态稀土的质量...     

稀土CeO2增强65Mn钢渗硼层的耐蚀性与抗磨性能

在700℃下对65Mn钢进行稀土硼共渗处理,利用金相显微镜以及能量散射光谱(EDS)研究其表面渗层的微观结构特征,分析其对耐蚀性和耐磨性的影响,并与常规850℃下渗硼处理进行对比。采用腐蚀实验和磨损实验,评估了CeO₂增强的65Mn钢渗硼层在含肥土壤环境中的耐蚀性和抗磨性能。实验结果表明,引入CeO₂纳米颗粒后渗层的结构更加均匀致密,这对提升渗硼层的耐蚀性和抗磨性能具有显著的改善效果。腐蚀测试结果表明,稀土硼共渗渗层表面没有出现裂纹,保持完整且致密,界面未见腐蚀迹象。磨损测试结果表明,稀土硼共渗渗层体积磨损量为常规渗硼处理的18.09%。     

稀土多元共渗钢(S_(20)A)的耐蚀性研究

采用气体低温稀土多元共渗方法,研究了S_(20)A钢的耐蚀性.盐雾实验结果表明,未渗稀土样品2h出现锈斑,而渗稀土的样品10h也未出现锈斑.其它耐蚀性也有明显提高.     

溶铁中铈—硫—氧平衡的研究

稀土金属加入钢中,可以起到净化和合金化作用,使钢的多种性能得到改善。净化的原理主要是由于脱氧、脱硫、生成稀土的氧化物、硫化物或硫氧化物。这些稀土的化合物熔点高,溶解度小,由钢液中析出,从而控制了硫化物形态,消除了硫化锰的影响;向时,细小的晶体,起着结晶核心的作用,使晶粒细化。这双重作用,改善了钢的性能。     

加稀土钢水口结瘤原因分析

我国稀土资源极为丰富。钢中加入稀土可以改善钢的多方面性能,这己为大家所公认,但是加入稀土之后往往产生稀土结瘤,从而造成短锭和钢水报废。因此加稀土钢的水口结瘸问题就成了推广稀土在钢中应用的一个严重障碍。本文在于通过耐火材料的模拟试验和分析一些稀土钢结瘤的样品,对结瘤的原因作一分析。 关于这方面的研究,国内外都有进行归纳起来主要有以下几点: 1.稀土钢结瘤中瘤粉的主要组成物为钢中的夹杂物,即RE_2O)2S或RE_2O_2S与     

钇基稀土对E36钢板显微组织及冲击性能的影响

运用扫描电镜及能谱等分析手段研究了钇基稀土对E36钢中夹杂物的变质作用以及对显微组织和冲击性能的影响.研究表明,钇基稀土改善了E36钢的显微组织,减少了珠光体的片间距和含量.加入钇基稀土后,E36钢的冲击断口由典型的解理断口变为准解理+韧窝型断口,韧窝中细小球状的稀土夹杂是其转变的主要原因.加入少量的钇基稀土显著改善了E36钢的冲击韧性,尤其是低温冲击性能.在-60℃情况下,E36Re钢的纵向冲击功较E36钢提高了33.5%,横向冲击功提高了113.7%.并且,钇基稀土显著改善了E36钢纵横向冲击性能的差异性,未加稀土E36钢的纵、横冲击比均大于1.70,-60℃条件下达到2.77,而E36Re钢的纵、横冲击比为1.51~1.73.     

低中碳Si－Mn－V钢回火马氏体脆性机理与稀土元素的作用

通过冲击试验并利用透射电镜，扫描电镜和Ｘ射线衍射仪等测试设备研究了低中碳Ｓｉ－Ｍｎ－Ｖ钢回火马氏体脆性机理及稀土元素的作用，结果表明：回火碳化物的析出和粗化是导致试验钢回火马氏体脆性断裂的本质因素，回火马氏体脆性断裂方式强烈取决于钢中含碳量；稀土元素对试验钢回火马氏体脆性的影响与钢中含碳量有关．     

Ultrahigh cycle fatigue fracture mechanism of high-quality bearing steel obtained through different deoxidation methods

The mechanism of oxide inclusions in fatigue crack initiation in the very-high cycle fatigue(VHCF)regime was clarified by subjecting bearing steels deoxidized by Al(Al-deoxidized steel)and Si(Si-deoxidized steel)to ultrasonic tension-compression fatigue tests(stress ratio,R=−1)and analyzing the characteristics of the detected inclusions.Results show that the main types of inclusions in Si-and Al-deoxidized steels are silicate and calcium aluminate,respectively.The content of calcium aluminate inclusions larger than 15μm in Si-deoxidized steel is lower than that in Al-deoxidized steel,and the difference observed may be attributed to different inclusion generation processes during melting.Despite differences in their cleanliness and total oxygen contents,the Si-and Al-deoxidized steels show similar VHCF lives.The factors causing fatigue failure in these steels reveal distinct differences.Calcium aluminate inclusions are responsible for the cracks in Al-deoxidized steel.By comparison,most fatigue cracks in Si-deoxidized steel are triggered by the inhomogeneity of a steel matrix,which indicates that the damage mechanisms of the steel matrix can be a critical issue for this type of steel.A minor portion of the cracks in Si-deoxidized steel could be attributed to different types of inclusions.The mechanisms of fatigue fracture caused by calcium aluminate and silicate inclusions were further analyzed.Calcium aluminate inclusions first separate from the steel matrix and then trigger crack generation.Silicate inclusions and the steel matrix are closely combined in a fatigue process;thus,these inclusions have mild effects on the fatigue life of bearing steels.Si/Mn deoxidation is an effective method to produce high-quality bearing steel with a long fatigue life and good liquid steel fluidity.     

Ce对0.2C-0.5Si-1.5Mn钢液洁净度与夹杂物变性的研究

为提高低合金高强度钢的强、韧性能并扩大其应用范围,以应用广泛的0.2C-0.5Si-1.5Mn系低合金高强度钢为研究对象,采用Q345H型钢板为原料,在真空感应炉熔化后添加稀土元素(Ce),制备了4种不同Ce含量的低合金钢试样。通过实验分析和热力学计算,研究了Ce含量对0.2C-0.5Si-1.5Mn系低合金高强度钢液的净化度和夹杂物变性的影响规律。结果表明,钢液中Ce的质量分数在0.001%～0.045%时,钢的洁净度显著提高;当Ce的质量分数为0.012%时,可把钢中O、S脱除到0.000 9%、0.001 0%;同时,Ce使夹杂物球化、细化,可将15μm带棱角的Al2O3-SiO2夹杂物和原长条状、大体积的MnS夹杂物转变为1～2μm,甚至纳米级稀土复合夹杂物。同时还探讨了Ce元素在钢液中的洁净化和夹杂物变性机理。     

微量合金元素对5CrNiMo钢淬透性的影响

设计了一种测定高淬透性钢淬透性的加压块端淬试验法,与标准端淬试验法对照进行了仔细的研究,论证了该方法的合理性和实用性。采用这种新方法成功地对国内外五种 5CrNiMo 钢进行了淬透性对比研究。结果表明:在 5CrNiMo 钢中加入0.11％的钒,并把铬钼含量控制在标准上限能有效地提高其淬透性;经改进后的国产 5CrNiMo钢的淬透性已经赶上和超过德国、日本同类钢的实物水平。     

一种优良的超塑性模具钢——高碳铬硅钢

适当降低超高碳钢的含碳量,并加入一定量的铬和硅,可以得到一种具有优良的超塑性能和其它工艺性能的高碳铬硅钢。 同其它超塑性钢相比,这种钢的超塑性形变速率很高(>0.49min~(-1)),这将大大提高超塑性成形的速度;该钢超塑性成形的温度区间达150K以上,这将给超塑性成形的工业化应用带来极大便利;此外,这种钢的超塑性形变抗力低;超塑性组织的制备十分简便;该钢的淬透性和淬硬性都很好,室温力学性能优于9CrSi;等模具钢。因此,这种钢可作为超塑成形的模具钢使用。     

Effects of aluminum and titanium on the microstructure of ODS steels fabricated by hot pressing

Three oxide-dispersion-strengthened (ODS) steels with compositions of Fe-14Cr-2W-0.2V-0.07Ta-0.3Y₂O₃ (wt%, so as the follows) (14Y), Fe-14Cr-2W-0.2V-0.07Ta-1Al-0.3Y₂O₃ (14YAl), and Fe-14Cr-2W-0.2V-0.07Ta-0.3Ti-0.3 Y₂O₃ (14YTi) were fabricated by hot pressing. Transmission electron microscopy (TEM) was used to characterize the microstructures and nanoparticles of these ODS steels. According to the TEM results, 14Y, 14YAl, and 14YTi ODS steels present similar bimodal structures containing both large and small grains. The addition of Al or Ti has no obvious effect on the microstructure of the steels. The spatial and size distribution of the nanoparticles was also analyzed. The results indicate that the average size of nanoparticles in the 14YTi ODS steel is smaller than that in the 14YAl ODS steel. Nanoparticles such as Y₂O₃, Y₃Al₅O₁₂ and YAlO₃, and Y₂Ti₂O₇ were identified in the 14Y, 14YAl, and 14YTi ODS steels, respectively.     

Influence of Re-Ti modification on the high impact wear resistance of high Si bainitic cast steel

The effect of rare earth (Re) and titanium (Ti) multi-modification on the impact wear behavior of Mn-B high-Si bainitic cast steel was investigated systematically. The experiments show that the impact wear resistance can be improved greatly with the addition of Re and Ti. Its wear loss is only about 1/3-1/2 as large as that of the unmodified bainitic cast steel. By the Re/Ti modification, coarse dendrite grains and bainitic/martensite duplex structure have been refined effectively, and the impact toughness of the bainitic cast steel is nearly tripled (10 mm×10 mm×55 mm, with unnotched sample). Consequently, the modified bainitic cast steel possesses good wear resistance under high impact. For both modified and unmodified bainitic cast steels, high hardness white layer and deformed zone are developed beneath the worn surface under the high impact wear, but the formation and propagation of cracks are different for these bainitic casting steels. Different models for the formation and propagation of cracks for both modified and unmodified bainitic cast steels under high impact wear are proposed.     

含砷/铜砷 C-- Mn 钢的高温氧化行为

利用热重分析仪、扫描电镜和电子探针研究了含 As 或者 Cu + As 的 C- Mn 钢的高温氧化特性.1050℃氧化初期约500 s 内,As 钢和 Cu- As 钢为线性氧化阶段,随后转为抛物线氧化,两种钢的抛物线氧化速率均高于 C- Mn 钢.因氧化层分离,1150℃氧化增重小于1050℃氧化增重.钢中 Cu 和 As 的存在促进了固相 Fe2 SiO4层的生长.由于 As 在氧化层/基体界面的富集,1050℃氧化时,As 钢中存在明显的条带状内部氧化粒子层；C- Mn 钢中加入 Cu 和 As 后,其氧化层/基体界面变得崎岖不平,内部氧化粒子的数量随着氧化时间及氧化温度的增加而增加.1050℃氧化时氧化层/基体界面处 Cu 和 As 的富集程度高于1150℃氧化.     

含氮不锈钢氮气增氮的实验及工艺

通过采用氮气增氮的实验,研究了钢液的化学成分、冶炼温度、表面活性元素和吹氮流量对钢液增氮的影响.研究结果表明:钢中的合金元素尤其是Mn、Cr等元素能够增大钢液氮的溶解度;冶炼温度提高,钢液的增氮速率增大;钢中的氧对钢液的增氮有很大的阻碍;吹氮流量增大则钢液的增氮速率相应增大.同时对含氮不锈钢采用吹入氮气增氮工艺进行了探讨,为含氮不锈钢的生产提供了参考.