稀土在无取向硅钢中的应用研究

稀土在冶金工业中的应用

稀土在钢中的应用

稀土在钢中的应用有近30年的历史，经过对稀土金属在钢中作用规律和机理的研究，搞清楚了稀土在钢中的作用；通过添加工艺方法的实验研究，掌握了稀土加入的工艺条件、添加稀土金属的品种和加入量。至八十年代末期，稀土在钢中的应用已没有技术方面的障碍。我国稀土钢产量从1985年的11万吨增长到1997年的近60万吨，品种80多个。仅武钢一家，“八五”期间就生产了160万吨稀土钢，创造经济效益3.2亿元，社会效益18.3亿元，节约外汇5000万美元。

稀土加入钢中，可起到脱氧、脱硫、改变夹杂物形态等净化和变质作用，在某些钢中还能有微合金化的作用，稀土能够提高钢的抗氧化能力，高温强度和塑性、疲劳寿命、耐腐蚀性及抗裂性等。

稀土加入钢中的主要作用

净化作用：钢中加入稀土，可以置换钢中可

能生成的硫化锰、氧化铝和硅铝酸盐夹杂物中的

氧与硫，形成稀土化合物。这些化合物中有部分

从钢液中上浮进入渣中，从而使钢液中的夹杂物

减少，钢液得到净化，这就是稀土对钢的净化作

用。

细化组织：由于稀土在钢中同夹杂物反应生

成的稀土化合物熔点较高，在钢液凝固前析出，

这些细小的质点，可作为非均质形核中心，降低

结晶过程的过冷度，因此，不但可以减少偏析还

可细化钢的凝固组织。

对夹杂物的形态控制：钢中加入稀土后，硫化锰将被

在高温塑性变形能力较小的稀土氧化物或硫化物取代，这

些化合物在轧制过程中不随钢一起变形，仍保持为球状，

它们对钢的机械性能影响较小，所以钢中加入稀土可以提

高钢的韧性，改善钢的抗疲劳性能。

在耐大气腐蚀钢中加入稀土，使钢的内锈层致密，而

且与基体的结合力变强，不易脱离，可以阻止大气中O2和

H2O的扩散，从而降低了腐蚀速度，加稀土的钢的耐腐蚀

性比不加稀土的钢提高0.3～2.4倍。在Mn Nb系低合金高

强度钢中加入稀土可以显著改善钢的冷弯性能、冲击性能、

低温冲击性和耐磨性，大大改善了钢的加工性能并提高其

使用寿命。在铁路钢轨中加入稀土，可显著提高钢轨的耐

磨性、抗剥离性，经多年使用证明钢轨寿命提高1.5倍。

王龙妹，林勤，戢景文等，稀土在钢中应用的最新研究发展洁净钢中稀土的微合金作用

通过低台金钢中固溶规律及分布的系统研

究，首次发现稀土固溶量在钢中Mils兜杂完全变

质后有一个上升的转折点，见图

。沿品断口离子探针和俄歇能谱分析表明，固溶稀土

在晶界多于晶内，渗碳体中多于铁索体。稀土

对沉淀相的析出有细化、球化和弥散分布的作

用．由于稀土在奥氏体中抑制了沉淀相的析出，

从而增大丁其在铁索体的过饱和度，有利于析出

细化弥散沉淀相。

微量稀土元素不仅可以有效地变质破

坏钢横向性能的长条硫化物，而且可以变质脆性

的氧化物夹杂，且夹杂物的形貌和分布为弥散微

米级颗粒球状。洁净钢中稀土有深度净化钢液，

净化晶界，强化晶界，促进沉淀相弥散细化析出

的作用。