微量Ce對(duì)EH36船板鋼夾雜物、組織和耐腐蝕性能的影響.pdf

1、近年來(lái)，隨著船舶逐漸向大型化、輕型化、環(huán)?；约昂Ｑ蠊こ痰纳詈；较虬l(fā)展，對(duì)船板鋼的強(qiáng)度、低溫韌性、焊接性能和耐腐蝕性能提出了更高的要求。普通船板鋼已經(jīng)不能滿(mǎn)足船體結(jié)構(gòu)的要求，高強(qiáng)度的船板鋼在船舶制造業(yè)中的使用比例在不斷提高。此外，受全球金融危機(jī)的影響，船舶市場(chǎng)急劇萎縮，船舶制造業(yè)用鋼市場(chǎng)形勢(shì)嚴(yán)峻，船板鋼生產(chǎn)企業(yè)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。鑒于我國(guó)船板鋼質(zhì)量水平和國(guó)外水平還有一定差距，開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度及超高強(qiáng)度船板鋼，改善船板鋼的韌性、焊接性能以及

2、耐腐蝕性能不僅可以提高鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，減小同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的壓力，同時(shí)也符合國(guó)家海洋發(fā)展戰(zhàn)略的方向要求。
　　本研究以應(yīng)用廣泛的EH36高強(qiáng)度船板鋼作為研究對(duì)象，旨在開(kāi)發(fā)低成本、高性能的船板鋼生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)向鋼中添加不同[Ce]含量后，利用掃描電子顯微鏡、光學(xué)金相顯微鏡、電化學(xué)工作站等檢測(cè)設(shè)備分析、研究了[Ce]含量對(duì)EH36船板鋼夾雜物、組織和耐腐蝕性能的影響，并探討了添加Ce后鋼中Al2O3夾雜物的演變機(jī)理以及含Ce夾雜物誘

3、發(fā)晶內(nèi)針狀鐵素體形核的機(jī)制。通過(guò)本研究所觀(guān)察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)機(jī)理的分析，為稀土元素在船板鋼的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供技術(shù)數(shù)據(jù)支撐。
　　通過(guò)相關(guān)計(jì)算以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和討論，本實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論：
　　(1) EH36船板鋼中的夾雜物主要是Al2O3和MnS，形狀不規(guī)則，尺寸均大于5μm。經(jīng)過(guò)Ce處理后，夾雜物逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3和Ce2O2S以及MnS和Ce2O2S的復(fù)合夾雜物，當(dāng)[Ce]含量達(dá)到0.026％時(shí)，夾雜物完全轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

4、小尺寸的Ce2O2S夾雜物。
　　(2)隨著[Ce]含量的增加，小尺寸夾雜物(＜2μm)所占的比例先增加后減小，當(dāng)[Ce]含量為0.026%時(shí)，尺寸小于2μm的夾雜物所占的比例最大，達(dá)到87%，此時(shí)夾雜物最為細(xì)小，且彌散分布，當(dāng)[Ce]達(dá)到0.034%時(shí)，大于5μm的夾雜物所占比例有所增加。
　　(3)向鋼中添加Ce，可以細(xì)化鋼的顯微組織，隨著[Ce]的增加，晶內(nèi)針狀鐵素體先增多后減少，當(dāng)鋼中[Ce]含量為0.026%時(shí)，晶

5、內(nèi)針狀鐵素體含量達(dá)到最大值。
　　(4)向鋼中添加 Ce，可以顯著提高船板鋼的自腐蝕電位和極化電阻，從而提高EH36船板鋼的耐腐蝕性能，當(dāng)[Ce]含量為0.026%時(shí)，EH36船板鋼的耐腐蝕性能最好。
　　(5)相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算表明，在本實(shí)驗(yàn)條件下，Ce2O2S生成吉布斯自由能最負(fù)，因此，向鋼中添加Ce，優(yōu)先析出Ce2O2S。動(dòng)力學(xué)分析表明，夾雜物的演變過(guò)程主要受 Ce3+和 Al3+在夾雜物和反應(yīng)生成的中間層的擴(kuò)散速率控制。