稀土亞微米氧化物對(duì)低碳鋼強(qiáng)化的研究.pdf

1、新型鋼鐵材料的一個(gè)重要特點(diǎn)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(duì)鋼的質(zhì)量有較大的影響。一個(gè)夾雜物可被視為一個(gè)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(dāng)作結(jié)晶核心,細(xì)化晶粒組織,同時(shí)還可以避免在熱加工變形時(shí)產(chǎn)生的晶粒粗化與長(zhǎng)大等缺點(diǎn)。并且殘留在基體中的超細(xì)粒子也能起到沉淀強(qiáng)化作用,因此對(duì)鋼的組織細(xì)化以及改善其鋼鐵綜合性能

2、都有很好的作用。本實(shí)驗(yàn)采用直接加入比氧化物顆粒更為細(xì)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(duì)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(shí)驗(yàn)原料質(zhì)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(dòng)攪拌3min。結(jié)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?qiáng)A雜物距離較遠(yuǎn)。同時(shí)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(chǎn)物結(jié)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(fù)合夾雜,起到了很好的變質(zhì)鋼中夾雜物的作用。并在金相顯微鏡下觀察可見(jiàn)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(shí),通過(guò)圖像處理計(jì)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(méi)有太大區(qū)別。鑄態(tài)硬度也由162.4提高到379.1,與此同時(shí)軋態(tài)下硬度也由242.5提高到4