為了探索稀土元素在鋼中的作用機(jī)理,分別研究混合稀土（La+Ce）加入量:36、44、51μg/g與空白試樣對含Nb結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度及韌性的影響規(guī)律。通過拉伸試驗(yàn)、低溫沖擊試驗(yàn)以及SEM和EDS對材料性能和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果表明:在Fe-0.07%C-0.025%Nb-x%（La+Ce）成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）體系下,降Nb而添加適量混合La+Ce稀土化合物,隨著La+Ce含量增加,斷裂過程韌窩增大且逐漸加深,含Nb結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度呈增大趨勢,且延伸率隨著稀土含量和強(qiáng)度的增加未呈現(xiàn)大幅度下降趨勢。說明混合La+Ce稀土化合物可以替代貴金屬Nb元素來提升產(chǎn)品的強(qiáng)度指標(biāo)。對于低溫沖擊試驗(yàn),由斷口形貌和4種成分鋼帶試樣吸收沖擊能量對比得出,在含Nb結(jié)構(gòu)鋼中,混合La+Ce稀土加入量為36μg/g時(shí),變質(zhì)鋼中的夾雜物形成有效的LaCeO₂S析出粒子阻礙斷裂過程裂紋擴(kuò)展,–40和–60℃的低溫沖擊韌性最優(yōu)。 

【文章來源】：稀有金屬材料與工程. 2020,49(08)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同La+Ce含量結(jié)構(gòu)鋼的縱向斷口形貌

分別采用SEM觀察不同La+Ce含量在–40和–60℃下橫向斷口形貌，如圖6、圖7所示。由圖6看出，未加稀土的結(jié)構(gòu)鋼斷口形貌主要由韌窩組成，韌窩中出現(xiàn)球狀夾雜物，EDS對夾雜物分析如圖8所示，可以確定為Al2O3夾雜；從圖6b斷口形貌可以看出，添加3 6μg/g的混合L a+C e，韌窩斷口處有近似橢圓狀顆粒物質(zhì)，通過EDS分析（如圖9所示），可以確定為LaCeO2S，該析出物有效地阻礙斷裂過程的裂紋擴(kuò)展；從圖6c可以看出斷口出現(xiàn)微小的河流狀解理臺階，說明該成分下添加44μg/g的混合La+Ce稀土化合物，未能改善鋼帶的沖擊韌性；從圖6d可以看出，斷口形貌主要由韌窩組成，但韌窩比較小且深度較淺，說明繼續(xù)增加混合La+Ce不利于提升產(chǎn)品低溫沖擊韌性。由不同稀土La+Ce含量沖擊功變化規(guī)律和沖擊斷口形貌特征得出，采用添加適量的復(fù)合La+Ce稀土化合物，在含Nb結(jié)構(gòu)鋼中可以起凈化鋼液、細(xì)化晶粒、改善夾雜物分布的作用[16-19]，更能起到提升產(chǎn)品低溫沖擊韌性的效果。圖6–40℃不同La+Ce含量結(jié)構(gòu)鋼的橫向沖擊斷口形貌

對比橫向和縱向不同混合稀土含量的SEM斷口形貌如圖3、圖4所示�？梢钥闯觯瑘D3斷口形貌呈韌窩狀，為微孔束集型斷裂，是韌性斷裂典型形貌，隨著混合La+Ce稀土化合物含量提升，韌窩數(shù)量和深度逐漸增加，塑性變形消耗能量增加，說明稀土元素增加斷裂變形阻力。圖4 不同La+Ce含量結(jié)構(gòu)鋼的縱向斷口形貌

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3241303