微量Ce對(duì)低碳高錳鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響.pdf

1、低碳高錳鋼材強(qiáng)度高，低溫沖擊韌性良好，焊接性能優(yōu)異，廣泛地應(yīng)用于造船、工程機(jī)械零件、橋梁、采油平臺(tái)等領(lǐng)域。隨著微合金化技術(shù)和控扎控冷（TMCP）技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外普遍采用微合金化和TMCP技術(shù)生產(chǎn)低碳高錳鋼材。但是，TMCP不能無(wú)限制控制壓下量和冷卻速度，其細(xì)晶化只能局限于某一范圍。在鋼中加入微合金化元素，雖可用細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化改善低碳高錳鋼材性能，但卻會(huì)增加其生產(chǎn)成本。過(guò)量添加微合金元素將增加鋼材碳當(dāng)量，惡化其焊接性能和沖擊韌性。<

2、br>　　為此，本文以低碳高錳鋼為研究對(duì)象，用中頻真空感應(yīng)爐制備四組不同[Ce]含量的試樣，研究微量Ce對(duì)低碳高錳鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響。其研究方法和內(nèi)容包括：(1)用真空感應(yīng)爐制備四組不同[Ce]含量的低碳高錳鋼試樣，進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)，結(jié)合現(xiàn)代冶金理論，分析、探討微量Ce凈化鋼液的機(jī)理；(2)用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)等手段采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算與動(dòng)力學(xué)分析，描述含Ce亞微米級(jí)夾雜物在鋼液精煉

3、過(guò)程中的演變機(jī)制；(3)用二維晶格錯(cuò)配度公式，計(jì)算不同夾雜物與鋼液初生δ-Fe相的晶格錯(cuò)配度，定性描述含Ce亞微米級(jí)夾雜物細(xì)化顯微組織的機(jī)理；(4)用力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析、探討微量Ce提高低碳高錳鋼力學(xué)性能的作用機(jī)理。在為稀土元素在低碳高錳鋼中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，對(duì)于開(kāi)發(fā)高強(qiáng)/韌性的低碳高錳鋼材之低成本制造技術(shù)具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。
　　通過(guò)試驗(yàn)研究，本文得出以下結(jié)論：
　?。?）鋼中[Ce]含量由0

4、％增加到0.0025%時(shí)，硫含量由0.037%降低到0.014%，氧含量由0.014%降低到0.0064%，說(shuō)明Ce具有較強(qiáng)的脫硫、脫氧能力。
　?。?）微量Ce可以明顯細(xì)化低碳高錳鋼的顯微組織，當(dāng)鋼中Ce含量由0%增加到0.0025%時(shí)，鐵素體晶粒平均尺寸由15.45μm減小到7.18μm，珠光體片層間距由0.25μm減小到0.14μm。
　?。?）鋼液中添加Ce后，大尺寸、有棱角的Al2O3夾雜物與長(zhǎng)條狀的MnS夾雜物被