稀土镁在SS400钢中的作用机理研究

论文摘要

本研究通过改变稀土、镁的加入量,进行了RE-Mg复合处理的SS400钢的试验研究,来确认稀土、镁在变质夹杂、去除夹杂、改善显微组织和动态再结晶中的作用。首先,通过金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对4种不同稀土、镁含量的试样中夹杂物进行观察。试验表明:稀土、镁可以使钢中非金属夹杂物变性,有效控制夹杂物的大小、分布和形貌,使其平均颗粒直径减小并呈弥散分布。硫化物夹杂物尺寸由15.35μm减小到9.83μm,氧化物夹杂物尺寸由18.52μm减小到8.79μm。其次,将试样正火、淬火处理后,通过金相显微镜、扫描电镜对4种不同稀土、镁含量的试样组织进行观察。试验表明:稀土、镁的加入改善SS400钢显微组织,细化晶粒,使组织晶粒度提高,晶粒度等级由77.5提高到99.5;使SS400钢珠光体组织片间距明显减小,平均珠光体片层间距由334.6 nm减小到130.4 nm;使钢中珠光体数量减少,珠光体面积百分数由23.16%减小到16.61%;显微硬度提高,由148.2提高到了187;使淬火马氏体组织板条马氏体束细化。最后,在Gleeble-1500热模拟试验机上测定不同稀土、镁含量的真应变—真应力曲线,分析稀土、镁对SS400钢动态再结晶的影响。实验表明:稀土对动态再结晶有强的固溶拖曳作用,稀土、镁复合处理后SS400钢形变抗力大;动态再结晶开始时间Rs增大,提高了再结晶温度。本课题在低合金钢中加入微量稀土、镁,提高钢质增强国际竞争力,把稀土资源优势转化为钢的品种优势和经济优势,具有十分重大的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 稀土在钢中的应用发展
• 1.1.1 稀土的特殊性
• 1.1.2 稀土在钢中的基本作用规律
• 1.1.3 稀土对钢性能的影响
• 1.1.4 稀土的加入方法
• 1.1.5 稀土处理钢的发展
• 1.2 镁在钢中的应用发展
• 1.2.1 镁在钢中的基本作用规律
• 1.2.2 钢中镁的加入方法
• 1.2.3 镁在炼钢中的应用现状及趋势
• 1.3 我国近几年稀土与镁复合处理钢的新进展
• 1.4 稀土处理钢的冶金因素控制
• 1.5 课题研究的内容与方法
• 2 实验条件及方法
• 2.1 实验条件
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验钢的化学成分设计
• 2.2 试验钢的冶炼
• 2.3 成分测定
• 2.4 实验钢的锻造
• 2.5 试样的制备
• 2.5.1 观察夹杂物形貌试样的制备
• 2.5.2 观察组织的试样的制备
• 2.5.3 用于研究稀土、镁对动态再结晶的影响的试样的制备
• 2.6 试样的分析试验设备
• 2.6.1 夹杂物形貌大小分布的观察
• 2.6.2 夹杂物的定性分析
• 2.6.3 显微组织的分析
• 2.6.4 珠光体显微硬度测量
• 2.6.5 动态再结晶的试验方法
• 3 实验结果与分析
• 3.1 稀土、镁复合处理对钢中夹杂物的变质效果
• 3.1.1 变性前后的夹杂物的特征
• 3.1.2 钢中非金属夹杂物级别
• 3.1.3 夹杂物尺寸大小的测定
• 3.1.4 总结
• 3.2 稀土、镁对SS400 钢热处理后显微组织的影响
• 3.2.1 稀土、镁对SS400 钢珠光体的影响
• 3.2.2 稀土、镁对SS400 钢中马氏体的影响
• 3.2.3 总结
• 3.3 稀土对动态再结晶的影响
• 3.3.1 动态再结晶的特点
• 3.3.2 不同温度下SS400 钢的动态再结晶
• 3.3.3 不同稀土、镁含量SS400 钢的动态再结晶
• 3.3.4 稀土、镁对抗拉强度的影响
• 3.3.5 总结
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢