高碳钢中稀土与磷作用机制的研究

论文摘要

中国大量货物的运输都是通过铁路进行的。重轨钢是铁路上的重要物资,其性能的好坏将直接影响运输的安全。重轨钢,其特点是含碳量高,合金元素多,对耐磨性、屈服强度要求高。稀土钢轨(BNbRE)是包钢利用稀土资源优势,采用国际先进技术,在铁道科学院等有关部门协助下研发的新产品,曾通过铁道部和原冶金部组织的技术鉴定。目前,该产品是我国重载、提速主要用轨之一。作为轨道结构中最重要的部件,钢轨需要长期承受较大的冲击型交变载荷,磨损和疲劳破坏是钢轨主要的失效形式。同时,在列车运行中一旦发生钢轨脆断,其后果非常严重,因此对于钢轨来说,在保证强度,提高耐磨性和抗疲劳性能的同时,还必须保证钢轨具有较好的韧性和塑性。研究稀土在重轨钢的作用,对于促进钢轨的韧性和塑性提高,具有重要意义。本文采用金相显微镜、x射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、透射电镜,万能拉伸试验机等检测仪器,对于加稀土的含磷铁试样,发现在纯铁中,稀土元素铈与磷的聚集物容易富集在晶界上。同时研究了稀土元素La,Ce对重轨钢微观组织和力学性能的影响,通过实验与分析,发现钢中加入稀土金属铈时,铈与磷元素共同偏聚在夹杂物内,稀土元素铈与磷的夹杂物通过改变珠光体的颗粒大小与片间距来影响钢的力学性能,总体上随着稀土铈与磷元素含量增大,钢的力学性能下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 稀土的特点及其应用
• 1.2.1 稀土的特点
• 1.2.2 稀土在钢铁中的应用
• 1.3 稀土重轨钢
• 1.3.1 钢轨钢类别
• 1.3.2 我国重轨钢生产技术现状
• 1.3.3 稀土重轨钢
• 1.4 稀土在重轨钢中的作用
• 1.4.1 稀土在钢铁中的作用研究进展
• 1.4.2 稀土在重轨钢中的作用及研究进展
• 1.5 钢中的磷
• 1.5.1 磷在钢中的危害
• 1.5.2 磷在一些特殊钢中的韧化作用
• 1.5.3 磷在一些钢中的特殊作用
• 2 稀土在含磷纯铁中的作用
• 2.1 稀土镧处理纯铁实验
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验步骤
• 2.2 稀土铈处理纯铁实验
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验设备
• 2.2.3 实验制样
• 2.2.4 实验步骤
• 2.2.5 实验结果
• 2.3 稀土金属与磷在纯铁中的聚集状态
• 2.3.1 稀土金属镧与磷反应热力学
• 2.3.2 稀土金属铈与磷的热力学
• 2.3.3 纯铁中的稀土夹杂物形貌
• 3 稀土与含磷重轨钢实验部分
• 3.1 La 与含 P 重轨钢实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验设备
• 3.1.3 实验原料配比
• 3.1.4 实验工艺
• 3.1.5 热处理工艺
• 3.1.6 锻造工艺
• 3.1.7 试样加工设备
• 3.1.8 力学性能分析
• 3.2 稀土金属 Ce 处理含 P 重轨钢实验
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 实验原料配比及锻造尺寸
• 3.3 稀土金属与磷在重轨钢中的聚集状态
• 3.3.1 试样化学成分
• 3.3.2 重轨钢中的稀土夹杂物形貌
• 3.3.3 重轨钢中的夹杂物在断口的形貌
• 3.3.4 稀土金属和磷的分布
• 3.3.5 重轨钢中夹杂物与珠光体显微硬度的变化
• 4 稀土与含磷重轨钢实验部分
• 2-CAF₂渣系脱磷实验'>4.1 添加脱氧剂时CEO₂-CAF₂渣系脱磷实验
• 2-CAF₂渣系脱P 实验'>4.2 铁水中CEO₂-CAF₂渣系脱P 实验
• 2-CAF₂渣系脱P 实验'>4.3 钢水中CEO₂-CAF₂渣系脱P 实验
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢