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稀土元素对钢铁性能有什么影响?

2023-12-29

一般所说的稀土元素,是指元素周期表中原子序数从57号至71号的镧系元素(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)加上21号钪和39号钇,共17个元素。他们的性质接近,不易分离。未分离的叫混合稀土,比较便宜,稀土在钢中可以脱氧,脱硫,微合金化也能改变稀土夹杂物的变形能力。尤其是在一定程度上对脆性的Al2O3起变性作用,可改善大部分钢种的疲劳性能。

稀土元素像Ca、Ti、Zr、Mg、Be一样,它是硫化物有效的变形剂。在钢中加入适量的RE能使氧化物和硫化物夹杂物变成细小分散的球状夹杂物从而消除MnS等夹杂的危害性。在生产实践中,硫在钢中以FeS、MnS形式存在,当钢中Mn高时,MnS的形成倾向就高。虽然其熔点较高能避免热脆的产生,但MnS在加工变形时能沿着加工方向延伸成带状,钢的塑性,韧性,及疲劳强度显著降低,因此钢中加入RE进行变形处理比较必须的。

稀土元素也可以提高钢的抗氧化性和抗腐蚀性。抗氧化性的效果超过硅、铝、钛等元素。它能改善钢的流动性,减少非金属夹杂,使钢组织致密、纯净。

稀土在钢中的作用主要有净化,变质和合金化。随着氧硫含量逐渐控制,传统的净化钢水和变质作用日益减弱,代之而起的更完善的洁净化技术和合金化作用。

稀土元素在铁铬铝合金中增加合金的抗氧能力,在高温下保持钢的细晶粒,提高高温强度,因而使电热合金的寿命得到显著提高。