稀土基復(fù)合變質(zhì)劑對(duì)耐磨鋼的組織及性能的優(yōu)化研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，低成本、高性能的低合金耐磨鋼在惡劣工況下的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如何進(jìn)一步提高耐磨鋼的耐磨性能，一直是研究者非常關(guān)注的課題。本文以NM500低合金耐磨鋼為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)成分相似的低成本耐磨鋼，設(shè)計(jì)并制備了15％硼+稀土硅鐵合金+納米TiC顆粒的4組復(fù)合變質(zhì)劑，冶煉了5爐未變質(zhì)處理及復(fù)合變質(zhì)處理的耐磨鋼，并采用合適的熱處理工藝，研究不同的變質(zhì)劑組成對(duì)耐磨鋼的組織及性能的影響。采用掃描電鏡、透射電鏡等表征了鋼中夾雜物、析出物的

2、特征，研究了復(fù)合變質(zhì)劑對(duì)鋼中夾雜物及微觀組織的影響，并對(duì)5爐鋼的性能進(jìn)行檢測(cè)與分析。其主要結(jié)論如下:
　　(1)通過(guò)復(fù)合變質(zhì)劑中組分與鐵基體的錯(cuò)配度的計(jì)算，結(jié)果表明，TiC與TiN與鐵基體組織的錯(cuò)配度均小于12％，可以作為鐵素體/奧氏體的有效形核核心，Ce在鋼中形成多種硫氧化物，其中CeO2與Ce2O2S在一定程度上對(duì)鐵素體/奧氏體的異質(zhì)形核有效，而CeS、Ce2S3等無(wú)助于鐵素體/奧氏體的異質(zhì)形核。
　　(2)相對(duì)于1?？?/p>

3、白對(duì)照組，加入復(fù)合變質(zhì)劑處理的2?！?＃實(shí)驗(yàn)組的夾雜物數(shù)量上升，尺寸小于0.5μm的微粒數(shù)量增加，大尺寸夾雜物數(shù)量降低，鋼潔凈度提高，同時(shí)增加有效形核所需的微粒數(shù)量，實(shí)現(xiàn)鋼的微觀組織細(xì)化。
　　(3)熱力學(xué)計(jì)算表明，在凝固末期(fs約為0.95時(shí)），5組實(shí)驗(yàn)鋼中均開(kāi)始析出MnS，其中在添加復(fù)合變質(zhì)劑的2?！?＃鋼樣中，Ce會(huì)與鋼液中的硫結(jié)合生成CexSy，在凝固末期，錳偏析富集，CeS可促進(jìn)MnS的異質(zhì)形核析出，形成稀土-錳-硫夾

4、雜物，實(shí)現(xiàn)硫化錳的變性。
　　(4)掃描、透射電鏡表征發(fā)現(xiàn)，稀土改性?shī)A雜物有助于降低網(wǎng)狀碳化物的危害，并細(xì)化微觀組織。未加入變質(zhì)劑的1＃鋼中二次滲碳體呈連續(xù)網(wǎng)狀，加入復(fù)合變質(zhì)劑的2＃～5＃鋼，網(wǎng)狀碳化物發(fā)生不同程度的斷網(wǎng)與減少，其中5＃鋼的改性程度最佳。TEM觀察發(fā)現(xiàn)，稀土氧硫化物隔斷了滲碳體的繼續(xù)生長(zhǎng)，稀土基變質(zhì)劑能夠降低網(wǎng)狀碳化物對(duì)鋼基體的危害。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，球狀Ce-Mn-S復(fù)合夾雜物以及納米TiC在馬氏體邊界析出，在晶界處產(chǎn)生