希土類は鋳鋼の靭性を効果的に向上させることができます

公開時間： 07 / 27 2021 著者：サイト編集者訪問：16815

ご存知のように、鋼材に適量の希土類元素を添加すると、材料の構造や性能に大きな影響を与えます。通常、鋼の希土類元素は0.05％〜0.20％で添加されます。希土類と鉄の原子半径の比率が15％をはるかに超えており、希土類と鉄の電気陰性度の差が非常に大きいため、固溶体の形成に寄与せず、鋼への希土類の溶解度が高くなります。非常に低いです。鋼中の希土類元素のほとんどは、主に希土類酸化物と希土類硫化物などの希土類化合物の形で存在します。

Xi'an Aeronautical Vocational and Technical Collegeは、鋳鋼に希土類元素を添加した場合の構造と性能への影響に関する研究を実施しました。試験材料としてZG35CrMnSi鋳鋼を使用し、使用した希土類添加剤は混合希土類でした。試験材料に一定量の硫黄が含まれていること、および希土類元素を添加した場合の損失を考慮すると、希土類の添加範囲は0.23％〜0.38％であり、この添加量は製錬中に溶鋼に添加された希土類の総量を指します。希土類元素がある場合とない場合の900セットのサンプルの構造と性能を比較します。鋳鋼は中間周波数誘導炉で製錬され、インベストメント鋳造によって鋳造されます。次に、試験片を空冷のために670°C + 890°Cに加熱し、次に油中で急冷するために570°Cに加熱します。その後、630〜XNUMX°Cの火。

比較試験の結果、希土類は鋳鋼の強度にはほとんど影響を与えませんが、鋳鋼の靭性には大きな影響を及ぼします。衝撃靭性が43％向上し、伸び率が13.3％向上します。微細構造検査では、希土類元素を含まない鋳鋼構造の強化ソルバイトは比較的粗く、粒径は約5であることが示されています。その中で、灰色の塊はMnS含有物であり、検査された表面全体に分布していません。一般に、MnSの形態はほとんど角張っています。希土類元素を含む鋳鋼のサンプル構造は均一で微細な強化ソルバイトであり、粒径は約8〜9です。希土類元素を添加した後、鋳鋼の構造を微細化できることを示しています。

また、希土類元素を添加した後の鋼の脱硫効果は明らかではありませんが、MnSの形態に大きな影響を与えます。希土類元素が添加されていない場合、鋼のMnSは、エッジとコーナーのあるストリップまたはブロックの形状になります。希土類元素を添加した後、硫化物はほぼ球形になり、分布は希土類元素を含まないサンプルに比べて比較的分散していますが、ごく一部の場所にのみ硫化物の含有物がストリップまたはブロックされています。希土類元素を含まないサンプルの破壊では、MnSは濃縮されて樹枝状になります。 MnS包接領域の破壊は主に粒界破壊であり、粒界二次亀裂が局所的に見られます。

希土類元素を含むサンプルでは、破壊は延性の粒内破壊です。硫化物が集中している地域でも、母材は延性のある粒内破壊です。希土類元素を添加した鋳鋼は、樹枝状硫化物を除去し、球形または非角形のロッドと塊状の希土類硫化物に変化させ、靭性の向上に役立ちます。

研究によると、希土類元素の精製の原理は、次の理由による可能性があります。

（1）鋼に希土類元素を添加することによって形成された硫化物および酸化物介在物は、鋼の非自発的結晶核になる可能性があり、これにより、等軸結晶を微細化し、柱状結晶領域を短縮することができます。

（2）希土類元素の固相への溶解度は非常に小さい。溶鋼が固化すると、成長する結晶の前部で希土類が液相に富み、結晶の成長を防ぎ、結晶粒を微細化します。

（3）希土類元素は粒界に蓄積し、合金の界面張力を低下させ、結晶粒成長の推進力を低下させ、オーステナイト結晶粒の成長を阻害する傾向があります。それに対応して、焼入れによって形成された薄片状マルテンサイトも小さい。。

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