稀土元素对鋼铁組織和性能的影响

国内外学者过去的工作說明了少量稀土元素对金属和合金的性能有很大的影响。它能除去金属中的气体,部分消除非金属杂质,改善钢的范性和提高钢的抗氧化性等。而稀土元素(尤其是象La、Ce等元素)在地壳中貯藏量也不少。为了进一步了解稀土元素对金属和合金的组织和性能的影响,我们在这方面开始进行了一些工作。     

铈在钢中的晶界偏聚行为与高温回火脆性

稀土元素在钢中细化奥氏体晶粒、提高钢的淬透性、减弱回火脆性、提高钢和合金的高温持久强度等方面的作用已有不断报导。但稀土元素在钢中的合金化作用还研究得不充分,稀土元素在晶界的偏聚,特别是在长时间回火时的晶界偏聚行为还很少研究。     

稀土元素La,Ce对93WNiFe合金力学性能的影响

通过粉末冶金方法制备了添加稀土元素La,Ce的93W-4.9Ni-2.1Fe合金,研究了稀土元素对高密度93钨合金静、动态力学性能的影响. 结果表明,添加少量的稀土元素La,Ce可以显著提高93钨合金的力学性能. La,Ce的加入使合金断口上钨-钨界面分离和钨-粘结相界面开裂的比例减少,钨颗粒解理断裂和基体相韧性撕裂的比例增加. 稀土元素La,Ce改变了氧和硫在合金中的存在与分布状态,减小了其在钨-粘结相界面的偏聚,从而改善了合金的力学性能.     

稀土对提高炼镁还原罐抗氧化性能的概述

分析了硅热法炼镁用的还原罐的工作条件、失效型式及失效原因。根据稀土元素在钢中作用的机理,阐述了钢中加入稀土元素后,提高耐热钢还原罐的抗氧化性能,以提高其使用寿命。     

Sn-8Zn-3Bi无铅钎料的抗氧化性

为了提高Sn-8Zn-3Bi合金钎料的抗氧化性,在Sn-8Zn-3Bi合金基础上,通过加入少量的其他合金元素(A1,P)以提高钎料的抗氧化性.少量A1的加入降低了Sn-8Zn-3Bi钎料的氧化量,而加入P的Sn-8Zn-3Bi钎料在加热过程中不仅没有质量增加,反而出现减重现象.通过扫描电镜和X射线衍射等分析手段研究样品的表面微观结构和显微组织,探讨了A1,P的抗氧化机理.分析结果表明:A1通过在合金表面形成一层致密的氧化膜,阻止钎料直接接触周围空气,从而达到了降低氧化速率的目的;P通过自身不断被氧化而消耗钎料表面的O原子,从而保护元素Sn和Zn不被氧化.     

含鎢鉻的铁基合金的氧化层的結构研究

研究了600-800℃温度范围内,钨(～6％),铬(5～10％),合金元素对α-铁抗氧化性的影响。钨提高铁的抗氧化性,铬的加入进一步提高铁的抗氧化性,且温度愈高,作用愈显著。金相、X光分析表明:钨、铬合金元素对α-铁抗氧化性的影响是由于在氧化物内层形成了含钨、含铬或含钨铬的氧化物,减慢或阻止氧化亚铁的形成。     

稀土对铬合金铸铁热塑性的影响

本文介绍了加入微量稀土元素可显著提高铬合金铸铁热塑性的试验結果。通过金相显微镜、电子探针、离子探针等手段,研究了稀土元素在铬合金铸铁中对硫、硅、碳化物及夹杂物的影响。初步探讨了稀土元素提高铬合金铸铁热塑性的机理。     

稀土对ZL205A合金组织结构的影响

稀土在铝及其舍金中的作用和机理国内外学者研究较多,但对稀土元素在高强度铸造铝合金中提高强韧性作用方面研究较少.本文研究了稀土元素对ZL205A合金的影响,结果发现稀土在该合金中具有显著作用,不仅能细化铝合金晶粒还能显著提高合金的强韧性.     

稀土对亚共晶铝硅合金性能的影响

用稀土元素添加剂(自制)作为铝硅合金中加入稀土元素的中介原料，研究RE对亚共晶铝硅合金性能的影响。结果表明：该合金的抗拉强度和伸长率在一定浓度范围随RE含量增加而同步增长，且都有相同的最佳效果加入量，但稀土元素对铝硅合金的抗拉强度改善效果不是很明显。然而，由于稀土元素在合金中的共晶体与基体相间形成的一种过渡相物质使铝硅合金的伸长率提高则非常显著。     

多元低合金空冷贝氏体铸钢的组织与性能

以A3废钢为主要原料,添加Si, Mn, Cr, Cu等多种微量合金元素,加入少量Mo、稀土进行微合金化和变质处理,在空冷条件下,获得了综合性能优良的贝氏体钢.主要研究了该钢的成分、组织和性能之间的关系.结果表明,低合金空冷贝氏体钢的生产工艺简单,贵重合金元素加入量少,生产成本低,具有优良的强韧性和耐磨性,综合效益显著.     

稀土对6063铝全金组织性能的影响

对６０６３铝合金中添加稀土元素后引引起的机械性能物理性能的变化进行研究，结果表明：稀土相主要分布在晶界，部分存在晶内，热挤压态稀土相周围有大量位错塞积；稀土元素的加入使名合金晶粒细化、机械性能改善；添加少量的单一稀土Ｌａ能显著提高铝合导电导热能力；添加适量富Ｃｅ混合稀土可使２００℃时的热扩散率提高１２％。     

GH128铸态合金中硼的分布

采用高分辨率的径迹显微照相技术,研究了GH128铸态合金中硼的偏析和在均匀化、正火、调质热处理过程中硼分布的变化,并且分析了硼含量、加入稀土元素以及合金中Mo等元素对硼分布的影响．硼在铸态合金中有明显的偏析现象,并随着硼含量的增加而偏析加剧,经过常规的均匀化处理之后,铸态合金中硼分布状态受Mo偏析的影响非常显著．在一定的条件下,硼相沿着奥氏体的特定结晶学平面析出,或结晶界形成粗大连续网状的硼相,从而导致沿晶界的脆性断裂,实验表明稀土元素有保护硼的良好作用．     

Sn-8Zn-3Bi-P无铅钎料微观组织及性能

研究了Sn-8Zn-3B i-xP钎料的抗氧化性、熔点、组织及力学性能.热重分析表明:P元素的加入显著降低了钎料熔体表面的氧化量;采用俄歇能谱分析氧化层的成分和厚度,发现含P的钎料表面形成的ZnO层厚度明显降低,约为80 nm;对合金进行差热分析发现少量P的加入并不改变钎料的熔点和熔程;P的加入对钎料合金的强度几乎没有影响,但却降低了合金的塑性,这是因为含P合金中有粗大的富Zn相形成,断口分析显示在Zn相与Sn相晶界上容易出现裂纹,从而导致钎料的塑性下降.     

La对Al-Li合金时效组织和断裂韧性的影响

通过电镜观察和断裂韧性测量,研究了稀土元素La对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金微观组织和断裂韧性的影响。实验结果表明,在Al-Li合金中存在Fe,Si,Na等元素在晶界的偏聚,添加少量La可减少这些杂质在晶界的偏聚。同时,La的加入抑制δ′相的生长,减少S′相的析出,延缓时效过程,并且减少晶界无析出带宽度。因此,添加少量La提高了Al-Li合金的断裂韧性。     

Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下的脆化与韧化

本文利用冲击韧性试验、扫描电镜、离子探针及俄歇谱议等手段研究讨论了合金元素Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下韧性的影响规律。研究结果表明:当钢中不含Si或含有少量Si面单独加入Mn,则由于Mn-P在晶界共偏析的原因,使P在晶界的浓度大为增加,导致了钢在淬火和低温回火状态下沿晶断裂的发生,从而降低了钢的韧性水平。在高Mn(2％Mn)钢中加入Si,由于Si在晶界的富集及Si-P的相互排斥作用,使P在晶界的偏析浓度下降。从而在一定程度上抑制了晶界脆性的发展和晶界断裂的发生,使钢的韧性水平显著提高。 本文还研究了Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性(350℃脆性)的影响。实验结果表明:低温回火脆性既与杂质元素的晶界偏析有关,又与ε碳化物向渗碳体转化及渗碳体沿原奥氏体晶界成薄片状析出有关,由于Si和Mn既能影响杂质元素,特别是P在晶界的偏聚,又能影响ε碳化物向渗碳体转化,故Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性发生的温度和强烈程度均有显著的影响。     

含有RE铜合金的抗氧化性能

将稀土等元素在850℃扩散入铜及其合金的研究及实验过程,实验结果表明:铜与青铜加入Y,黄铜加入Ce后,这些合金在600℃空气中有特别好的氧化抗力。文中还叙述加入Y后易形成Cu_5Y,使合金抗氧化性能显著提高。用X射线衍射法测定渗层结构及用SEM观测渗层形貌,并对氧化机理深入探讨,此合金可用于抗氧化的热交换器方面。     

Nd对AJ61镁合金微观组织及腐蚀性能的影响

采用真空熔炼、氩气保护的方法制备了AJ61-xNd镁合金,研究了稀土元素Nd对AJ61镁合金微观组织的影响规律.采用静态失重法、极化曲线法研究了AJ61-xNd镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.实验结果表明:随着Nd的加入,合金中出现Al2Nd、Al3Nd新相,合金晶粒得到细化,当Nd的质量分数为0.5%时合金晶粒最细.稀土元素Nd的加入显著降低了AJ61合金的腐蚀速度和腐蚀电流,提高了AJ61镁合金的平衡电位和腐蚀电位,显著改善了合金的耐腐蚀性能.在本实验范围内,当Nd质量分数为0.5%时,实验合金的耐腐蚀性能最好.     

某些稀土元素对铸造生铁组织和性能的影响

铸造生铁含有许多微量元素,它们在标准中一般均未给予规定,其中某些微量元素妨碍镁球墨铸铁中球墨的形成。以铈铁或火石合金(mischmetal)形式加入少量某些稀土元素能有效地抵消这些杂质的有害影响。这些稀土元素的合金除铈外,尚含有相当数量的La(镧)、Nd(钕)、Pr(镨)。目前关于这些元素单独对金属组织和性能的影响的资料很少,且实际上未曾将稀土元素的影响程度同铸造生铁杂质的含量和特性联系起来。本文试图提供有用的数据来弥补这个漏失的环节。碳当量近似的四种铸造生铁在高频感应电炉内重熔,并加入0.03—0.3％的稀土元素(La、Ce、Pr、Nd和它同镁的合金)进行处理。研究铸态和热处理后的试样表明,这四种原始铸造生铁承受处理的程度各不相同。所有稀土元素对球墨的大小和形状,铸铁的白口倾向,抗拉强度和RG/RH比值的影响也极不相同。一般而言,发现稀土元素降低铸铁中的总碳量和硅量。加入0.05％稀土元素起到类似普通孕育剂的作用,使共晶团细化。对于铸铁的白口倾向按以下顺序递增:La、Nd、Pr、Ce。镧极大地改善铸铁的抗拉强度,而铈的效果最差。各种铸造生铁承受这种处理程度各不相同,并取决于其中含有的杂质的特性和数量。     

Mn-Mo-B-RE系低合金铸钢中硼的行为

研究了Mn-Mo-B-RE系低合金铸钢中硼的偏析以及在均匀化、正火、调质热处理过程中硼分布的变化;研究了含硼量、稀土元素加入以及钢中钼等合金元素对硼分布的影响。 硼在铸钢中有明显的偏析倾向,并随含硼量的增加而加剧;经通常的均匀化处理后,铸钢中硼分布的均匀性受钼偏析的强烈影响。在特定的条件下,会产生沿奥氏体一定结晶学平面的硼相析出,或沿晶界形成粗大连续网状的硼相,导致脆断。试验还显示稀土元素有保护硼的良好作用。     

稀土球化剂和硅铁孕育剂对石墨生核和生长作用的试验研究

本文研究了稀土金属及其合金、硅铁合金在工业铁水中的扩散过程.试验证实,只加入稀土元素不能获得圆整的球状石墨,但,如再加入一定浓度的硅就对球状石墨的生核和生长产生显著的作用.