钢中稀土铈与低熔点金属铅的作用规律研究

发布时间：2020-10-26 22:03

　　 近年来废钢为主要原料的短流程炼钢普遍被看好,废钢的循环使用过程中,铅等低熔点金属不可避免的带入到炼钢炉中。在常规的炼钢工艺中不能有效去除,且易在晶界富集,恶化钢的质量,使钢材发生表面裂纹、热处理回火脆性,以及高温持久强度和抗应力腐蚀强度明显下降等问题。故对钢中低熔点金属元素含量的控制及去除问题成为研究热点。稀土元素电子结构特殊且具有极强的化学活性决定其是钢液极强的净化剂和洁净钢夹杂物的有效变质剂。稀土是少数几个能与钢中Pb、Sn等有害物质化合的元素,但稀土铈与低熔点金属铅作用产物及在钢中能否生成化合物的相关报道非常少。 本文通过高温熔渗实验分别研究H08钢表面熔渗层产物及铈铅熔融生成物。熔渗实验中,以块状稀土铈和颗粒状铅为原料,与H08钢屑以一定比例装入自制熔渗H08缸体装置,真空电阻炉中共渗。熔融实验将铈铅装入自制H08缸体,置于KSS-16G高温节能管式电阻炉中熔融。对试样进行OM(金相显微镜)、EPMA(电子探针)、XRD(X射线衍射仪)等分析。 实验结果表明:熔渗产物中,铈原子可沿H08钢的奥氏体晶界向内扩散,并与铁原子作用生成铈铁金属问化合物Ce_2Fe_(17),Ce与Pb反应生成Ce_5Pb_3相,Ce_5Pb_3在氧化介质中不稳定,容易发生氧化;熔融生成物中,铈的富集区生成Ce_3Pb相,夹杂分布,铅高浓度区生成CePb相,含量较多,分布均匀,同时存在少量相对稳定相Ce_5Pb_2。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TG142.13
【部分图文】：

将高温熔渗后的4#试样进行加工，沿其中部的横向手工锯开，然后制成金相试样。试样的金相明场显微组织如图4一1所示。下部具有明显磨痕的浅灰色区域A为熔渗试验装置缸体，即H08钢基体;与该区域相邻的中部B区主要由少量深灰色的粒状组织和浅灰色的团块状组织构成，是饰铅熔融物与缸体H08钢的交互作用产物，可称之为熔渗层;上部区域C主要为灰黑色的钵铅熔融作用产物，含有少量浅灰色的粒状组织。仔细观察可以发现A区有沿晶界分布的深灰色组织1由A区和B区的界面处向基体内部延伸。由上述分析可将试样自下向上人为区分为三层:区域A为基体层，边界部分布组织1;由组织2、3构成的区域B为熔渗层;交互熔融层分布组织4、5。图4一14#高温熔渗试样的明场金相照片4.2熔渗试样相组成成分在材料科学和工程领域内，对各种化学成分的分析己经发展了许多化学和物理的成分分析方法，创门包括传统的“湿法”化学分析、离子交换法、火化质谱仪、X一射线荧光潜分析、原子吸收光谱以及中子激活分析等等。可是这些方法一般都只能给出

图4-3高温熔渗试样的背散射电子相图片背散射电子像片可知，左下角的深灰色区域浅灰色区域C与图4一1上部的C区相对应，织也与金相照片相对应。下面分别对微区组

.J旧之翻毛..长的忿.的图4一7电子探针微区分析结果图4一7组织4(图4一3C区的浅灰色相，也即图4一IC区的灰黑色相)的微区分析结果与组织3相似。稀土元素饰和低熔点金属元素铅的含量均显著提高。铁的含量明显降低与远离基体和铁饰金属间相有关。氧含量的大幅度降低，一方面可能与制样过程的物理热相关，致密的基体区域附近的组织3可能在制样过程可吸收较多的能量而有利于其氧化;另一方面可能与氧化物的剥落有关，组织3呈较小的颗粒状存在于较致密的铁饰化合物之间，其氧化产物的剥落难度可能较大，而组织4呈较大的块状存在，其测试位置不可能通过相界面间的作用抑制其氧化膜的剥落。并应用上述克原子比计算方法，认为该组织主要由饰与氧的稳定产物Ceo:和Ce与Pb的金属间化合物Cespb3组成。)嘿耀墉乳.一KC仗1…色二1.0毛 .05.0.6.的了.00盆.佣
【参考文献】

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本文编号：2857572