稀土對(duì)鉻錳氮不銹鋼的凝固特性與相組成的影響.pdf

1、Cr-Mn-N奧氏體不銹鋼具有低成本，塑韌性好，較好耐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。由于鎳資源的短缺和價(jià)格的上漲，Cr-Mn-N不銹鋼得到了關(guān)注和廣泛的應(yīng)用。不銹鋼的質(zhì)量與凝固組織有著密切的關(guān)系。稀土Ce具有細(xì)化組織和凈化鋼液的作用，結(jié)合定向凝固技術(shù)研究稀土和凝固速率對(duì)Cr-Mn-N不銹鋼凝固組織和相組成的研究。對(duì)于提高鑄造質(zhì)量具有一定的理論指導(dǎo)意義。
　　本文以加入不同稀土含量的La和Ce的Cr-Mn-N不銹鋼為研究對(duì)象，在含有稀土鈰的鑄坯中切一

2、個(gè)Φ6.8*70mm的圓柱，采用電磁感應(yīng)定向凝固生長爐，進(jìn)行定向凝固試驗(yàn)。采用蔡司金相顯微鏡觀察了稀土和凝固速率對(duì)組織的影響，并且分析稀土La和Ce對(duì)鑄態(tài)組織的影響。采用SEM附帶的能譜儀分析稀土和凝固速率對(duì)溶質(zhì)分布的影響。采用XRD分析相組成。
　　通過研究得出，稀土元素鈰對(duì)鉻錳氮不銹鋼的鑄態(tài)組織有了細(xì)化作用，稀土Ce和La含量在適當(dāng)范圍增加可以促使晶粒變小變均勻。稀土元素鑭也可以細(xì)化鉻錳氮不銹鋼的組織，改變晶粒的形態(tài)，減少孿晶

3、，還可以凈化鋼液。稀土元素的添加一定要適量，過少起不到一定的作用，過多會(huì)析出大量的夾雜物起到了相反的作用。
　　當(dāng)試樣鋼的成分一定時(shí)，拉速在12μm/s~500μm/s范圍內(nèi)，隨著拉速的增加， Cr-Mn-N不銹鋼的定向凝固組織由單一奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)樯倭胯F素體和奧氏體混合組織。凝固模式的轉(zhuǎn)變?yōu)锳凝固模式→AF凝固模式。當(dāng)拉速一定時(shí)，稀土鈰含量在0%~0.067%范圍內(nèi)，隨著稀土鈰含量的增加，Cr-Mn-N不銹鋼的初始過渡區(qū)凝固組織

4、由胞狀轉(zhuǎn)變?yōu)闃渲?，組織更加細(xì)小均勻。Cr-Mn-N不銹鋼在定向凝固的過程中，在成分相同時(shí)，12μm/s是胞狀組織，隨著拉速的增加胞狀組織向枝晶狀轉(zhuǎn)變，當(dāng)拉速為12μm/s時(shí)，隨著稀土元素鈰的增加，組織中的胞狀向枝晶狀在轉(zhuǎn)變。
　　當(dāng)抽拉速率的一定的時(shí)候，在不加稀土的1#試樣中Cr元素的平衡分配系數(shù)小于1，而Mn和Ni元素的平衡分配系數(shù)接近1。隨著稀土Ce的增加Cr元素的平衡分配系數(shù)增加，而Mn和Ni的平衡分配系數(shù)減小。在不加稀土

5、的1#試樣中Cr元素在固-液界面上聚集。而Mn呈減小的趨勢，Ni的變化很小。當(dāng)稀土含量為0.002%時(shí)，相比1#試樣， Cr在固-液界面上聚集， Mn元素減小， Ni元素的變化不是很大。當(dāng)稀土含量增加到0.067%在固-液界面Cr含量減小，而Mn和Ni元素增加。
　　當(dāng)試樣成分相同時(shí)，抽拉速率從12um/s增加到120um/s時(shí)，鐵素體的含量增加。當(dāng)增加到500um/s時(shí)，鐵素體的含量減少。當(dāng)抽拉速率相同的時(shí)候，在試樣中加入不同含