稀土亞微米氧化物對低碳鋼強化的研究.pdf

1、新型鋼鐵材料的一個重要特點為高潔凈度,而鋼的純凈度取決于非金屬夾雜物包括氧化物和硫化物,它們的尺寸、形狀、分布和出現(xiàn)的頻率大小都對鋼的質量有較大的影響。一個夾雜物可被視為一個相同尺寸的切口。因而研究夾雜物的成分、形貌、分布,變得尤為重要。
　　鋼中外加超微粒子能當作結晶核心,細化晶粒組織,同時還可以避免在熱加工變形時產生的晶粒粗化與長大等缺點。并且殘留在基體中的超細粒子也能起到沉淀強化作用,因此對鋼的組織細化以及改善其鋼鐵綜合性能

2、都有很好的作用。本實驗采用直接加入比氧化物顆粒更為細小的納米陶瓷顆粒使之起到“氧化物冶金”概念中的氧化物夾雜的相同的效果。
　　本文以低碳鋼Q235為研究對象,并加入0.03％FeS,選用溶膠凝膠法自制出粒度為0.17μm的CeO2粉體,CeO2加入量為實驗原料質量的0.3％、0.5％、0.7％。在1600℃融化后向金屬液1-2cm深處通入超聲波振動攪拌3min。結果表明,鋼中大尺寸夾雜物的含量減少,而小于1μm的夾雜物由于超聲波

3、的引入而有所增加,且相鄰夾雜物距離較遠。同時由于超聲波的攪拌功能使小尺寸的夾雜物得到更好的彌散。另外外加CeO2微?？梢院弯撝械牧蚧飱A雜和脫氧產物結合生成稀土硫化物夾雜,生成的硫化物夾雜與稀土硅酸鹽夾雜形成稀土復合夾雜,起到了很好的變質鋼中夾雜物的作用。并在金相顯微鏡下觀察可見添加CeO2能夠降低Q235鋼組織的晶粒尺寸。未添加CeO2粉末的Q235鋼鑄態(tài)晶粒平均晶粒尺寸為120μm,添加0.3％、0.5％、0.7％CeO2粉末后鑄態(tài)

4、組織晶粒平均尺寸為110μm,60μm,30μm,而在軋制變形量ε為84％時,通過圖像處理計算得出,加入0％、0.3％、0.5％、0.7％的CeO2粉體,晶粒平均尺寸分別為26.5μm、19.0μm、12.0.μm、5.5μm。并且隨CeO2量的增加,鐵素體晶粒變小,鑄態(tài)珠光體片層距也由0.57μm減小至0.11μm,而軋態(tài)下珠光體片間距與鑄態(tài)沒有太大區(qū)別。鑄態(tài)硬度也由162.4提高到379.1,與此同時軋態(tài)下硬度也由242.5提高到4