基本介紹
簡介,稀土的作用,淨化作用,變質作用,合金化作用,稀土的種類,工藝,國內外研究水平,
簡介
英文解釋： rare-earth steel
稀土的作用
鋼中有了稀土後，其性能得以提高，表現在深沖性能、抗腐蝕性、耐磨性、拉拔性等。
淨化作用
稀土與鋼液中的氧、硫等雜質的化學親和力大，在煉鋼溫度(約1873K)下稀土能同鋼液中的氧、硫等雜質反應生成稀土氧化物、硫化物或氧硫化物。這些反應的脫氧平衡常數或脫硫平衡常數低於或接近於常用的脫氧劑和脫硫劑。因此稀土鋼添加劑可作為鋼液的強脫氧劑和脫硫劑而起淨化作用。常用的稀土鋼添加劑主要為混合稀土金屬或高品位(RE>27%)稀土矽鐵合金，有時也使用混合還原劑的稀土氧化物。
變質作用
稀土與鋼液中的氧、硫反應生成的氧化物、硫化物或氧硫化物可部分殘留在鋼液中，成為鋼中的夾雜物。由於這些夾雜物的熔點高，可作為鋼液凝固時的非勻質成核中心，起細化鋼的凝固組織作用；又由於這些夾雜物在軋鋼溫度下不易變形，仍保持細小的球形或紡錘形，使鋼中的夾雜物形態得到控制，從而避免或克服鋼材在熱壓力加工時由於其他種類夾雜物(如MnS)延伸變形所導致的鋼材性能的各向異性，而使鋼材的縱向、橫向與厚度方向的性能趨於一致。稀土處理鋼材的這種變質作用是目前稀土鋼添加劑最主要的套用內容。
合金化作用
鋼中可能固溶微量稀土，特別是高碳鋼和合金含量較高的某些合金鋼固溶稀土量較高(萬分之幾)，可能產生某些合金化作用。這種合金化作用表現為稀土影響鋼的相變過程，改變相變產物的組成與結構，從而使鋼的疲勞性能和耐腐蝕性能變好，以及提高鋼的顯微硬度。目前以(微)合金化為目的而使用的稀土鋼添加劑量所占的比例較少。為實現稀土對鋼的(微)合金化作用，必須較嚴格地控制冶金條件。使用的稀土鋼添加劑主要是單一稀土金屬及其鐵合金，如Fe-Ce、Fe-Y等，有時也使用混合稀土金屬。
稀土的種類
根據鋼的不同處理目的，稀土鋼添加劑有單一稀土金屬、混合稀土金屬、含稀土的二元或多元鐵合金、稀土化合物或含稀土化合物的混合物等。根據稀土處理鋼的方法和手段的不同，稀土添加劑形狀可以是塊狀、錠狀、絲狀、棒狀、粉狀或充填含稀土粉料的包芯線等多種形式。
工藝
用不同的稀土鋼添加劑處理鋼時有不同的最佳加入量(或殘留量)。各種稀土鋼添加劑添加到鋼中的操作都必須在避免稀土氧化的條件下進行；添加稀土前的鋼液要充分脫氧，含硫較低的鋼液添加稀土後需防止二次氧化。已開發出一系列的將稀土添加到鋼中的專用機械器具，以滿足不同處理工藝的需要。
隨各種精煉技術的發展，稀土鋼添加劑將主要採用各種形狀的混合金屬以及適用於噴射冶金及餵線技術用包芯線的粉狀稀土合金。
國內外研究水平
上世紀70年代初的美國，對稀土鋼套用研究的主要目的是減少鋼中的有害雜質，提高鋼的純淨度。70年代中後期，國際層面上才開始研究稀土在鋼中的機理和作用。到了80年代後期，隨著鋼冶煉工藝的最佳化、鋼精煉水平的不斷提高，在高純淨度鋼水的情況下，雜質大大降低，對鋼材產品的危害減少，所以，國際方面對稀土在鋼中的套用幾乎停滯。稀土作用的發揮大量體現在太空飛行器件方面。所以我們要加大稀土鋼的研究。我們已經走在了國際的前列，這需要我們自主研發。
