稀土大数据|一点点稀土就可以改变钢铁的命运
我国是世界稀土资源和产量第一的稀土大国 ， 又是钢产量第一的钢铁大国 ， 但不是钢铁强国 ， 品种质量与国外先进水平相比还有相当大的差距 ， 仍有不少钢材需要进口 。 用稀土这个高技术材料来强化和提升钢铁传统产业 ， 在低合金钢、合金钢中加入微量稀土 ， 提高钢质增强国际竞争力 ， 把稀土的资源优势转化为钢材的品种优势和经济优势 ， 具有十分重大的意义 。
本文插图
稀土在钢中的作用
1、净化钢液
稀土与钢液中的氧、硫等杂质的化学亲和力大 ， 在炼钢温度(约1873K)下稀土能同钢液中的氧、硫等杂质反应生成稀土氧化物、硫化物或氧硫化物 。 这些反应的脱氧平衡常数或脱硫平衡常数低于或接近于常用的脱氧剂和脱硫剂 。 因此稀土钢添加剂可作为钢液的强脱氧剂和脱硫剂而起净化作用 。 常用的稀土钢添加剂主要为混合稀土金属或高品位(RE>27%)稀土硅铁合金 ， 有时也使用混合还原剂的稀土氧化物 。
2、变质夹杂
稀土加入钢中生成球状稀土硫化物或硫氧化物 ， 取代长条状硫化锰夹杂 ， 使硫化物形态得到完全控制 ， 提高钢的韧塑性特别是横向冲击韧性 ， 改善钢材的各向异性 。 稀土使高硬度的氧化铝夹杂转变成球状硫氧化物及铝酸稀土 ， 显著地提高钢的抗疲劳性能 。
3、微合金化
稀土在钢中有一定的固溶量 ， 它在晶界的偏聚能抑制磷硫及低熔点杂质铅、锡、砷、锑、铋在晶界的偏析或与这些杂质形成熔点较高的化合物 ， 消除低熔点杂质的有害作用；稀土净化和强化晶界 ， 阻碍晶间裂纹的形成和扩展 ， 有利于改善塑性尤其是高温塑性；稀土能抑制动态再结晶、细化晶粒和沉淀相尺寸并促进铁素体中Nb（C、N） ， （Nb、Ti）（C、N）和V（C、N）的析出；溶解的稀土可改变渗碳体的组成和结构并使碳化物球化、细化和均匀分布 。 稀土既是优良的变质剂 ， 也是一种强效微合金元素 。 稀土具有捕氢性 ， 能使钢的氢致延迟断裂性能得以改善；稀土可提高耐候钢、不锈钢的抗腐蚀性能 ， 耐热钢的抗氧化性能和高温强度 ， 弹簧钢、齿轮钢和轴承钢的抗疲劳性能 ， 难变形高合金钢的热塑性 ， 钢轨及耐磨材料的耐磨性等 。 钢中加入稀土后 ， 一般能使钢板、无缝钢管的横向冲击韧性提高50%以上 ， 耐腐蚀性能提高60% ， 同时提高其他性能 。 每吨钢加稀土300克左右 ， 但作用十分显著 ， 真可谓四两拨千斤 。
国内外研究水平
上世纪70年代初的美国 ， 对稀土钢应用研究的主要目的是减少钢中的有害杂质 ， 提高钢的纯净度 。 70年代中后期 ， 国际层面上才开始研究稀土在钢中的机理和作用 。 到了80年代后期 ， 随着钢冶炼工艺的优化、钢精炼水平的不断提高 ， 在高纯净度钢水的情况下 ， 杂质大大降低 ， 对钢材产品的危害减少 ， 所以 ， 国际方面对稀土在钢中的应用几乎停滞 。 稀土作用的发挥大量体现在航天器件方面 。 所以我们要加大稀土钢的研究 。 我们已经走在了国际的前列 ， 这需要我们自主研发 。
【稀土大数据|一点点稀土就可以改变钢铁的命运】
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