发展新一代高强韧钢的重要元素--稀土

综合报道了稀土在钢中的应用和主要作用，并从稀土的特性，深入分析讨论了稀土在钢中的作用机理。阐明稀土是钢的一种有效的强净化和变质剂，固溶稀土的存在强烈影响微结构。通过强净化、变质和微量合金化。稀土可有效控制局域弱化．降低微结构的能态，有效抑制钢中有害元素和脆性相偏聚所造成的脆性断裂，稀土可望作为发展21世纪高强韧钢，提高高强钢韧性的重要元素。     

Ni液中Y-S平衡的研究

用直接平衡法研究了1500,1550,1600℃Ni液中Y-S平衡关系,测定了钇的脱硫常数lgK_(YS)及Y,S的一阶活度相互作用系数e_S~Y与温度的关系,并进行了有关的热力学计算。由测得的数据算出Ni液中YS的标准生成自由能△G_((Y)S),钇的标准溶解自由能△G_((Y)(l)→[Y]Ni),活度系数γ_Y~o,以及钇的克原子分数自相互作用系数∑_Y~Y和百分浓度自相互作用系数e_Y~Y与温度的关系。对于反应[Y]_(Ni) [S]_(Ni)=YS_(s) △G_((Y)S)=-215000 95.53T(cal/mol)脱硫常数: lgK_(YS)=-47000/T 20.86 e_S~Y=-350200/T 179 △G_((Y)(l)→[Y]Ni)=126200-79.31T(cal/mol) lgγ_(Y)=27584/T-15.151 ∑_Y~Y=-127T05/T 69.79 e_Y~Y=-364.8/T 0.2018     

奥氏体不锈钢中稀土的作用研究及应用前景

就稀土在奥氏体不锈钢的应用研究作简要综合评述。作为稀土资源的大国,开发具有我国资源特色新型高品质稀土不锈钢,具有十分重要的战略意义和很好的应用前景。     

铁液中〔Y〕—〔S〕—〔O〕的热力学研究

由直接平衡法研究了1575—1625℃铁液中钇的脱硫氧平衡,固体电解质定氧探头测定了熔池中的氧活度,低温无水电解液电解法测定了溶解状态的钇含量。实验测得钇在铁液中的脱硫氧常数与温度的关系:LgK_(Y_2O_2S)=-(79487)/T+28.03,钇的硫氧化物在铁液中的标准生成自由能与温度的关系:2[Y]+2[O]+[S]+Y_2O_2S(s)△G~0=-363650+128.24T(Cal/mole)=-1521520+536.55T(J/mole)。由热力学分析进一步计算得到:1600℃铁液中[Y]-[S]-[O]平衡立体图、a_O-a_S平衡图及钇的氧化物、硫化物和硫氧化物稳定形成的条件,为理论上预测夹杂物,生成的先后次序及类型提供了依据。并给出了铁液中钇加入量计算公式:[%Y]=(88.9/32)·([%O]+[%S]及控制夹杂物形态的计算公式:[%Y]/[%S]=2.78(1+[%O]/[%S])     

铈、钇、镧、钕、钐在铁液中与碳的相平衡研究

在钼丝炉中研究了在1300,1400,1500,1600℃的铁液中稀土元素对碳的溶解度,稀土元素与碳的相互作用系数和生成REC_2的平衡常数。所得结果如下:1.Ce,Y,La,Nd和Sm增加碳在铁液中的溶解度;2.用金相、电子显微镜扫描分析说明铁液中形成了REC_2;3.铁液中[RE]+2[C]=REC_2反应的平衡常数和REC_2的标准生成自由能(J/mole)与温度的关系被测定了: CeC_2:logK=1.50×10~4/T-6.545,ΔG~0=-2.0279×10~5+125.27T YC_2:logK=8.902×10~3/T-6.488,ΔG~0=-1.7038×10~5+124.18T LaC_2:logK=2.2633×10~4/T-13.427,ΔG~0=-4.3319×10~5+256.99T NdC_2:logK=6.75×10~3/T-4.440,ΔG~0=-1.2919×10~5+84.98T SmC_2:logK=1.4709×10~4/T-9.422,ΔG~0=-2.8153×10~5+180.34T4.五个[RE]→[C]平衡相图提供了预测铁液中生成REC_2的热力学条件和稀土元素与碳的活度的依据。     

Fe-C-Sn,Fe-C-Pb,Fe-C_(sat)-Pb-Ce溶液中热力学性质的研究

本文用溶解度法和Ag浴等Sn活度法分别对Fe-C-Sn溶液进行了研究,测得1300～1500℃范围内锡与碳的相互作用系数与温度的关系:e_C~(Sn)=-194/T+0.151;1550℃时铁液中锡与碳的一阶、二阶相互作用系数:e_C~(Sn)=0.016;γ_(Sn)_C=0.0。用钼密封反应室气-液平衡法研究了1300～1400℃范围内Fe-C-Pb溶液的热力学性质,测得碳与铅的一阶、二阶相互作用系数与温度的关系:e_(Pb)~C=-2236/T+1.549;γ_(Pb)~C=605/T-0.523。用石墨坩埚石英管真空密封装置,气-液平衡法对Fe-C_(sat)-Pb-Ce溶液进行了研究,测得1300℃时铈与铅的相互作用系数:e_(Pb)~(Ce)=-3.56。     

Cu-P-RE耐候钢的耐蚀性能

通过干湿周浸加速腐蚀实验研究了不同稀土含量的耐候钢和对比普碳钢的腐蚀行为及其耐蚀性能.采用失重法测得了各试样的腐蚀率;结果发现,稀土耐候钢的腐蚀率远远低于普碳钢的,不同稀土含量的耐候钢的耐腐蚀性不尽相同.采用电化学交流阻抗技术对带锈钢样的表面锈层结构及电化学反应过程进行了研究,提出在本实验条件下钢电化学腐蚀的等效电路模型,计算出锈层电阻、极化阻抗等表征锈层性能的电化学元件参数值.稀土耐候钢锈层中存在半无限扩散和有限厚度扩散两种过程,有限厚度扩散极化阻抗反映了耐候钢内锈层的保护性能.     

铁液中〔Y〕—〔O〕平衡研究

用直接平衡法研究了1575—1625℃熔体中的[Y]—[O]平衡关系,测得了钇的脱氧常数及钇与氧活度相互作用系数与温度的关系,钇的脱氧产物Y_2O_3的标准生成自由能与温度的关系。给出了1575、1600、1625℃铁液中钇的脱氧平衡图,及平衡时钇活度与氧活度的关系式。     

铁液中钇-硫平衡的研究

由直接平衡法直接研究了1575,1600,1625℃铁液中的[Y]-[S]平衡关系,测定了Y的脱硫常数lgK_(YS)和Y与S的一、二阶活度相互作用系数e_S~Y,r_S~Y与温度的关系,并进行了有关的热力学计算。由测得的数据算出铁液中YS的标准生成自由能△G°_(YS)、Y的标准溶解自由能△G°_((Y)→[Y])、活度系数、克原子分数和百分浓度的自相互作用系数ε_Y~Y,e_Y~Y与温度的关系。 对于反应[Y] [S]=YS_((S)) △G°_(YS)=-76740 21.66T(cal/mol) 1gK_(YS)=-16773/T 4.74 e_S~Y=-175999/T 82.58 r_S~Y=-372222/T 220 △G°_(Y(L)→[Y])=-8120-7.43T(cal/mol) 1gγ°_Y=-1775.7/T 0.578 ε_Y~Y=-8178.9/T-2.693 e_Y~Y=22.34/T-0.00574     

稀土在430铁素体不锈钢中的作用及机理研究

采用金相、扫描电镜和能谱仪等手段,研究了稀土在430铁素体不锈钢的作用及作用机理,研究结果表明,稀土通过缩小柱状晶区域及细化柱状晶,扩大中心等轴晶区域及细化中心等轴晶,可提高冷轧板薄板成型性能;稀土改善夹杂物形貌、变性夹杂物组分,提高了430铁素体不锈钢冲击性能;稀土促进Cr和Mn元素在氧化层的富集,使氧化层致密,氧化层与基体的粘附性增强,大幅度提高了430铁素体不锈钢抗高温氧化性能.