稀土在钢中的作用.docx

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稀土在钢中的应用
1 概况
稀土，系指元素周期表中第IIIB族镧系元素以及与镧系元素在化学性则认为，稀土对含硫较高的钢有一些作用，但是随着生铁含硫量的降低，稀土这一作用将逐渐消失，因此稀土处理钢是没有前途的。到80年代后期，由事实证明，稀土确实有用，当然也不是万能的。钢中含有微量稀土元素，即可明显地优化铸坯质量，提高钢的塑、韧性，改善钢材横向性能和低温韧性。初步有了定性的概念。
进入90年代，随着钢铁工业的发展，出现了众多与稀土有关的课题，炉外精炼、模铸、连铸等不同工艺的稀土应用领域，极大地推动了稀土处理钢生产的发展。进一步确认稀土在钢中有净化钢液、变性夹杂和微合金化作用，有利于提高钢的冷冲压成型性，横向及低温韧性、高温强度、焊接性及耐蚀性等，进一步有了定性的概念。由于没有达到量化，所以至今尚未制定有关稀土钢的标准，只能把稀土处理钢叫做稀土钢。对某一钢种来讲，钢中含有多少稀土，它对什么性能有多大影响等，还没有搞清楚，对稀土钢的生产技术和控制手段还没有完全掌握，这样也影响了稀土钢的发展。
3 稀土的用途稀土元素根据他们性质上差异和分离工艺的要求一般分为轻稀土和重稀土两组，其中镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕为轻稀土。稀土元素是典型的金属元素它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属，比其他金属元素都活泼，可与多种元素化合，且稀土金属的燃点很低，如铈165°C,钕270°C，极易与氧起反应。所有的稀土金属能在180C-200C的空气中被氧化成RE203型氧化物，稀土氧化物的熔点都很高，生成自由能负值很大，说明它们都是很稳定的化合物。由于稀土元素的特殊性质，决定了稀土的用途。钢铁工业中应用的主要是稀土硅铁合金（含轻稀土混合金属20％-45％），稀土硅铁镁合金（稀土金属6％-25％，镁7％-12％），重稀土硅铁合金（含钇类混合稀土60％以上）。混合稀土金属（含轻稀土95%以上），富铈或镧的稀土硅铁合金（Ce占70%或La占50%以上）。其中炼钢生产中最常用的有两种，一是稀土合金，块状稀土硅铁合金，以前用于大包投入，大包压入，粉状一般用于大包内喷粉、模铸中注管喷粉等方法加入钢中；二是混合稀土金属，制成丝或棒，丝用于钢包、中注管或连铸结晶器，使用喂丝机喂入钢中，棒采用模内吊挂的方法熔入钢中。稀土金属包芯线作为线性添加材料的新品种，由于喂丝技术在炼钢生产中的广泛应用，必将得到进一步的发展。
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稀土元素的微合金化作用初步认定主要是稀土原子在晶界上偏聚与其它元素交互作用，引起晶界的结构、化学成分和能量的变化，并影响其它元素的扩散和新相的成核与长大，最终导致钢组织与性能的变化。钢中稀土金属含量因不同钢种，不同冶炼方法和不同的稀土加入方法而有很大差异。稀土在钢中的含量与微合金化的直接关系，还有待研究。
与其它有害元素的作用
一定量(量的多少还需进一步测算)的稀土可以与钢中磷、***、锡、锑、铋、铅等低熔点有害元素相作用。一方面，稀土可以与这些杂质形成熔点较高的化合物；另一方面，还能抑制这些夹杂在晶界上的偏祈。例如，钢存在热脆性，是由于钢中有一些低熔点的金属元素，当把稀土加入