稀土微合金化作用研究现状分析
稀土镁合金的研发及应用现状
四、未来发展趋势
1、新材料研发：随着科技的发展，未来将会有更多新型的稀土镁合金问世。 通过改进合金成分和制备工艺，进一步提高稀土镁合金的性能，满足不同领域的 需求。
2、环保与可持续发展：在环保和可持续发展的背景下，研发环保型的稀土 镁合金及其回收再利用技术将成为未来的重要方向。这将有助于减少对环境的负 面影响，并促进稀土资源的可持续利用。
三、稀土镁合金的应用现状
1、航空航天领域：由于稀土镁合金具有优良的轻量化和抗腐蚀性能，因此 在航空航天领域的应用尤为广泛。例如，飞机机身、起落架、发动机部件等都使 用了稀土镁合金。
2、汽车领域：汽车工业是稀土镁合金的重要应用领域。镁合金可以大幅度 减轻车身重量，提高燃油效率，降低碳排放。在汽车零部件如发动机罩、车门、 座椅骨架等方面都有广泛应用。
英美青春剧往往以校园生活为背景，年轻人的成长、友情和爱情。情节通常 围绕主角们的学校生活、家庭关系以及情感经历展开。这些剧集往往给观众留下 深刻的印象，其主要特点如下：
1、情节曲折：英美青春剧的情节设置往往更加曲折，人物关系也更为复杂。 主角们通常会经历一系列的挫折和磨难，例如与朋友之间的矛盾、考试失败、失 恋等。这些情节让观众感同身受，也使得剧情更具吸引力。
通常采用化学合成、物理沉积、热解等方法制备稀土发光材料。而在应用领 域方面，稀土发光材料已广泛应用于显示、照明、医疗等多个领域。
应用进展
1、显示技术：稀土发光材料在显示技术领域的应用进展主要体现在发展新 型的稀土发光显示器。目前，基于稀土发光材料的显示器具有高亮度、高对比度、 宽色域等优点，已成为新一代显示技术的重要发展方向。
3、跨领域合作：未来稀土镁合金的发展将需要多学科交叉合作，包括材料 科学、工程学、物理学、化学等。通过跨领域合作，可以促进稀土镁合金技术的 创新和进步，进一步拓宽其应用领域。
稀土合金在电子产品中的应用前景研究分析
稀土合金在电子产品中的应用前景研究分析在当今科技飞速发展的时代，电子产品已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机到笔记本电脑，从平板电视到智能家电，电子产品的更新换代速度越来越快，性能也越来越强大。
而在这背后，稀土合金正发挥着越来越重要的作用。
稀土合金是由稀土元素与其他金属元素组成的合金材料，具有独特的物理、化学和电学性能，为电子产品的发展带来了新的机遇和挑战。
一、稀土合金的特性稀土元素包括镧系元素（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥）以及钪和钇，共 17 种元素。
这些元素具有独特的电子结构，使得稀土合金具有一系列优异的性能。
首先，稀土合金具有良好的磁性。
例如，钕铁硼合金是目前已知磁性最强的永磁材料之一，广泛应用于电子设备中的电机、扬声器、耳机等部件。
其高磁能积和矫顽力使得电子设备能够实现更小的体积、更高的效率和更出色的性能。
其次，稀土合金具有良好的光学性能。
某些稀土元素如铕、铽等在发光材料中有着重要的应用。
它们可以发出鲜艳的红、绿、蓝等颜色的光，被用于制造液晶显示屏、荧光灯、LED 等照明和显示设备，提高显示效果和色彩还原度。
此外，稀土合金还具有良好的电学性能，如高导电性和低电阻等。
这使得它们在电子电路中的应用具有很大的潜力，例如用于制造高性能的电线电缆、连接器和电阻器等。
二、稀土合金在电子产品中的应用现状目前，稀土合金在电子产品中的应用已经非常广泛。
在智能手机中，稀土合金被用于制造振动马达中的永磁体，提供精准的触觉反馈。
同时，稀土元素也用于改善手机摄像头的光学性能，提高图像质量。
在笔记本电脑和台式电脑中，硬盘驱动器中的音圈电机通常使用稀土合金制造的磁体，以实现快速准确的数据读写。
在平板电视和显示器中，稀土合金在背光源和色彩校正方面发挥着关键作用。
例如，使用稀土荧光粉可以提高显示屏的亮度和色彩饱和度。
在音响设备中，扬声器和耳机中的磁体大多采用稀土合金，以提供清晰、强劲的声音。
稀土在镁合金中作用的研究现状
稀土在镁合金中作用的研究现状作者：杜一鸣来源：《经营管理者·下旬刊》2016年第10期摘要：稀土元素在镁合金中具有阻燃、净化熔体等作用，能有效改善合金的铸造性能：可细化显微组织、形成准晶相、抑制形变织构，提高镁合金的室温及高温强度和塑韧性等力学性能；并改变镁合金表面腐蚀层结构、控制阴极相数量和分布以及影响电化学过程，从而改善镁合金的耐腐蚀性能。
总结了利用稀土元素改善镁合金组织性能的研究现状，并对稀土钱合金的发展前景进行了展望。
关键词：稀土镁合金组织性能现状一、镁合金概述镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点，在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场，特别是在全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下，镁的资源优势、价格优势、产品优势得到充分发挥，镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。
面临国际镁金属材料的高速发展，我国作为镁资源生产和出口大国，对镁合金开展深入研究和应用前期开发工作意义重大。
然而普通镁合金强度偏低、耐热耐蚀等性能较差仍然是制约镁合金大规模应用的瓶颈问题。
大部分稀土元素与镁的原子尺寸半径相差在±15%范围内，在镁中有较大固溶度，具有良好的固溶强化、沉淀强化作用；可以有效地改善合金组织和微观结构、提高合金室温及高温力学性能、增强合金耐蚀性和耐热性等；稀土元素原子扩散能力差，对提高镁合金再结晶温度和减缓再结晶过程有显著作用；稀土元素还有很好的时效强化作用，可以析出非常稳定的弥散相粒子，从而能大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力。
因此在镁合金领域开发出一系列含稀土的镁合金，使它们具有高强、耐热、耐蚀等性能，将有效地拓展镁合金的应用领域。
二、稀土的作用1.熔体净化，保护。
稀土元素在镁合金熔体中具有除氢、除氧、除硫、除铁、除夹杂物的作用，达到除气精炼、净化熔体的效果。
镁合金在熔炼过程中极易氧化燃烧，工业生产镁合金一般采用熔剂覆盖或气体保护法熔炼，但都存在不少缺点，如果能够提高镁合金熔体自身的起燃温度则有可能实现镁合金大气下直接熔炼，这对镁合金的进一步推广应用意义重大。
稀土对铝合金力学性能影响的研究进展
稀土对铝合金力学性能影响的研究进展一、稀土元素对铝合金的强化作用稀土元素在铝合金中的加入可以通过多种方式对其进行强化。
稀土元素可以形成固溶体强化，通过扩散控制晶粒生长和改善晶界结构来提高材料的强度和硬度。
稀土元素还可以形成沉淀物强化，通过在晶间扩散产生的沉淀物来提高材料的强度。
稀土元素还可以与铝合金中的其他元素形成间隙固溶体，提高合金的塑性和韧性。
二、稀土元素对铝合金的晶粒细化作用铝合金的晶粒尺寸对其力学性能有着重要影响，晶粒细化可以提高材料的强度和塑性。
稀土元素的加入可以有效地细化铝合金的晶粒，进而改善材料的力学性能。
这是因为稀土元素可以在晶界处形成固溶体，阻碍晶界的迁移，使得晶界的能量增加，从而抑制晶界的生长，实现晶粒细化。
三、稀土元素对铝合金的耐热性能影响稀土元素还可以显著地提高铝合金的耐热性能。
当合金处于高温环境下时，稀土元素可以形成不同形式的稳定相，阻碍材料的晶粒长大，从而提高了材料的耐热性能。
稀土元素的加入还能够减小合金的热膨胀系数，改善合金的热稳定性。
四、稀土元素对铝合金的抗腐蚀性能影响研究表明，稀土元素的加入可以提高铝合金的抗腐蚀性能。
这是因为稀土元素可以在合金中形成致密的氧化膜，阻止金属与外界介质的直接接触，从而减缓了合金的锈蚀速度。
稀土元素还可以提高合金表面的亲水性，使得合金更加耐蚀。
五、稀土元素对铝合金可加工性的影响稀土元素的加入对铝合金的可加工性也有一定的影响。
研究发现，适量的稀土元素加入可以使得铝合金的变形抗力降低，塑性增强，从而提高了合金的可加工性。
稀土元素的加入还可以改善合金的断裂韧性和疲劳寿命，使得合金更加适合复杂的加工工艺。
结论稀土元素在铝合金中的加入可以显著改善合金的力学性能，包括强化作用、晶粒细化作用、耐热性能提高、抗腐蚀性能提高以及可加工性的改善。
目前的研究还存在一些问题，如稀土元素的最佳添加量、添加顺序、添加方式等方面还需要进一步的研究。
未来需要加强对稀土对铝合金力学性能影响的研究，以实现更好地应用和推广。
稀土元素与其他金属的合金化研究
稀土元素与其他金属的合金化研究在现代材料科学领域中，稀土元素与其他金属的合金化研究是一个备受关注的重要课题。
稀土元素因其独特的电子结构和化学性质，在与其他金属形成合金时，往往能够赋予合金优异的性能，从而在众多领域展现出巨大的应用潜力。
稀土元素是指元素周期表中原子序数从 57 号至 71 号的镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪和钇，共 17 种元素。
这些元素具有未充满的 4f 电子层结构，这使得它们在与其他金属合金化时能够产生独特的物理、化学和力学性能。
稀土元素与其他金属的合金化过程涉及到复杂的物理化学变化。
在合金化过程中，稀土元素可以通过固溶强化、弥散强化、细晶强化等多种机制来提高合金的性能。
例如，在钢铁中加入少量的稀土元素，可以显著改善钢的韧性、耐磨性和耐腐蚀性。
这是因为稀土元素能够细化钢的晶粒，减少夹杂物的含量，从而提高钢的质量。
在有色金属合金中，稀土元素的作用同样不可小觑。
以铝合金为例，添加稀土元素可以提高铝合金的强度、硬度和耐热性。
稀土元素能够与铝形成稳定的化合物，阻碍位错运动，从而强化合金的力学性能。
在镁合金中，稀土元素的加入可以有效地提高镁合金的耐腐蚀性和高温性能，扩大了镁合金在航空航天、汽车等领域的应用范围。
稀土元素与其他金属的合金化还可以改善合金的磁性、光学和电学性能。
在磁性材料中，如钕铁硼永磁材料，稀土元素的存在是其具有高磁能积和矫顽力的关键。
在光学材料中，稀土元素掺杂的玻璃和晶体具有独特的发光性能，被广泛应用于激光、照明和显示等领域。
在电学材料中，稀土元素合金化的半导体材料具有优异的电学特性，为电子器件的发展提供了新的可能性。
然而，稀土元素与其他金属的合金化研究也面临着一些挑战。
首先，稀土元素的价格相对较高，这在一定程度上限制了其在大规模工业生产中的应用。
因此，如何在保证合金性能的前提下降低稀土元素的用量是一个亟待解决的问题。
其次，稀土元素的化学活性较高，在合金化过程中容易与其他杂质元素发生反应，从而影响合金的性能。
稀土合金的显微组织分析研究
稀土合金的显微组织分析研究稀土合金这玩意儿可不简单呐！咱今天就来好好聊聊它的显微组织分析研究。
我还记得有一次，在实验室里，我和同事们为了研究稀土合金的显微组织，那可是忙得不可开交。
当时，各种仪器设备摆满了桌子，灯光照亮了整个房间。
我们戴着护目镜，穿着白大褂，神情专注得就像在进行一场神秘的仪式。
先来说说为啥要研究稀土合金的显微组织吧。
这就好比了解一个人的内在性格，只有搞清楚了稀土合金的显微组织结构，我们才能真正明白它的性能和特点。
你想想，如果连它的“内心世界”都不清楚，怎么能让它在各种应用中发挥出最大的作用呢？研究稀土合金的显微组织，第一步就是要制备合适的样品。
这可不是随便切一块下来就行的，得小心翼翼，就像给一个宝贝梳妆打扮一样。
先用特定的工具把稀土合金切成小块，然后经过打磨、抛光，直到表面像镜子一样光滑。
这个过程可需要耐心和细心，稍微一个不小心，可能就前功尽弃了。
接下来就是用显微镜观察啦！把制备好的样品放在显微镜下，调整好焦距和倍数，那一个个微小的结构就呈现在眼前。
有的像细密的网格，有的像排列整齐的士兵，还有的像错综复杂的迷宫。
这时候，你会感叹大自然的神奇，怎么能创造出如此奇妙的结构。
在观察的过程中，我们还会用到各种技术和方法。
比如说，金相显微镜可以让我们看到大致的组织结构；电子显微镜就更厉害了，能把微小的细节都展现得清清楚楚。
还有能谱分析，能告诉我们各种元素在不同区域的分布情况。
稀土合金的显微组织可不是一成不变的，它会受到很多因素的影响。
比如说，合金的成分比例稍有不同，显微组织就可能大不一样。
就像做菜，盐多一点少一点，味道就差很多。
还有加工工艺，比如铸造、锻造、热处理等等，都会改变它的组织结构。
再给您举个例子，有一次我们研究一种稀土铝合金，在改变了铸造温度之后，发现它的晶粒大小和分布发生了明显的变化。
原本均匀细小的晶粒变得粗大且不均匀，这直接影响了合金的强度和韧性。
通过这次实验，我们深刻认识到，哪怕是一点点工艺参数的调整，都可能对稀土合金的性能产生巨大的影响。
《稀土La微合金化铜管材组织性能研究》
《稀土La微合金化铜管材组织性能研究》一、引言稀土元素因其独特的电子结构和化学性质，在材料科学中发挥着越来越重要的作用。
铜作为导电性、导热性和可塑性均非常优异的金属，在许多领域中具有广泛应用。
而稀土La的加入能够有效地提高铜的某些物理性能。
本篇论文的主要研究内容，就是对稀土La微合金化铜管材的组织和性能进行研究。
二、研究方法本研究的样品是经过稀土La微合金化的铜管材。
制备过程中，稀土La以一定比例与纯铜混合，通过熔炼、铸造、轧制等工艺流程，最终得到所需的铜管材。
在实验过程中，我们采用了多种实验手段，包括金相显微镜观察、X射线衍射分析、硬度测试、拉伸测试等，以全面了解稀土La微合金化对铜管材的组织和性能的影响。
三、实验结果1. 显微组织观察通过金相显微镜观察，我们发现稀土La的加入明显改变了铜管材的显微组织。
La元素的加入使得铜基体中的晶粒细化，晶界清晰，从而提高了材料的致密度和力学性能。
2. 晶体结构分析X射线衍射分析显示，稀土La的加入使得铜的晶体结构更加稳定，有助于提高材料的抗拉强度和耐磨性。
3. 力学性能测试硬度测试和拉伸测试结果表明，稀土La的加入显著提高了铜管材的硬度和抗拉强度。
此外，La元素的加入还使得铜管材的延伸率有所提高，表现出更好的塑性。
四、讨论稀土La微合金化对铜管材的组织和性能的影响主要体现在以下几个方面：1. 组织细化：La元素的加入使得铜基体中的晶粒细化，晶界清晰，这有助于提高材料的致密度和力学性能。
晶粒细化可以有效地阻碍裂纹的扩展，从而提高材料的强度和韧性。
2. 晶体结构稳定：La元素与铜基体发生交互作用，使得铜的晶体结构更加稳定。
这有助于提高材料的抗拉强度和耐磨性。
3. 性能提升：由于组织细化和晶体结构稳定的共同作用，稀土La的加入显著提高了铜管材的硬度和抗拉强度。
同时，延伸率的提高表明材料具有更好的塑性，这有助于材料在受力时更好地承受变形。
五、结论本研究通过实验手段对稀土La微合金化铜管材的组织和性能进行了深入研究。
稀土能源材料的研究现状和前景展望
稀土能源材料的研究现状和前景展望稀土能源材料是当今世界发展所需的不可或缺的一种元素，它们广泛应用于电子、通信、航空航天、新能源等领域。
稀土元素的独特性质，如磁、压电、光学和电学性质等，使之成为一类非常重要的功能材料。
本文将对稀土能源材料的研究现状和前景进行探讨。
一、现状1. 稀土材料的应用稀土材料的应用非常广泛，其主要应用于电子、通信、航空航天、新能源等领域。
在现代通信设备中，稀土材料被应用作为声波滤波器、波导障碍物、传感器和振动器。
此外，由于其优良的光学性质，稀土材料被用于制造激光和光纤通信器件。
在新能源领域，稀土材料又被广泛应用于太阳能板、燃料电池和储能材料中。
2. 稀土资源稀土元素的资源主要集中在中国，占全球稀土储量的90%以上。
这个数据让人欣喜和担忧。
一方面，中国是稀土元素产量最大的国家，为全球的技术发展作出了重要的贡献。
另一方面，中国作为一个发展中国家，其稀土元素的出口受到了国际市场的约束，要想保证其发展和国家安全，调动国内稀土资源和产业发展潜力非常重要。
3. 稀土元素的研究热点稀土元素的研究一直是热点之一，具体包括以下方面：（1）稀土元素本身的物理性质和化学性质的研究；（2）稀土合金的研制及其性能的研究；（3）稀土元素在储能方面的应用研究；（4）稀土材料在新能源领域的应用研究。
二、前景1. 稀土元素自身研究的前景稀土元素自身的研究具有广泛的前景。
近年来，人们对于稀土元素的物理性质、化学性质以及生物学性质的研究在不断深入。
对稀土元素溶液、合金及其强磁性和超导性质、磁热性质、光学性质、氢储能材料等的研究已经取得了一定的进展。
稀土元素的这些研究对于推动新材料、新器件和新技术的发展提供了广阔的前景。
2. 稀土能源材料的应用前景稀土能源材料的应用前景非常广阔。
首先，在燃料电池领域，稀土氧化物是一种重要的氧化物电解质材料，在固态氧化物燃料电池中具有良好的氧离子传输性能。
其次，在太阳能电池领域，稀土材料可以用于提高太阳能电池的效率，并且减少光电转换过程中的能量损失。
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稀土微合金化作用研究现状分析朱兴元陈邦文林勤摘要分析了稀土作为微合金元素在钢中的固溶量及固溶度的测定方法,并就固溶稀土的分布和其对晶界、相变及组织的影响进行了探讨,提出了稀土在钢中微合金化的发展方向。
关键词稀土固溶微合金化CURRENT STATUS OF STUDIES ON EFFECT OF RAREEARTHON MICRO ALLOYING IN STEELZhu Xingyuan Cheng BangwenWuhan Iron & steel corp.Lin QinUniversity of Science & Technology BeijingSynopsis Methods for measurements on the solid solubility and amount of solid solution of the rare earth in steel as the micro alloying elements are analyzed and distribution of the solid solution rare earth and its effect on the grain boundary,phase transformation and texture discussed and orientation of development of rare earth in micro alloying in steel put forward. Keywords rare earth solid solution micro alloying1 前言稀土在钢中的应用在50年代初美国Carpenter公司便以稀土处理高合金不锈钢［1］,70年代是稀土在钢中应用最为广泛和有效的时期,有关稀土在钢中的物理化学行为、加入方法、作用效果及机理等方面进行了大量的研究,在我国稀土在钢铁中的应用研究始于50年代后期,并取得了不少成绩,主要表现在:①稀土加入方法的不断完善,促进了我国稀土钢产量的稳步提高;②基础研究取得了一些有意义的成果；③在低硫钢中稀土仍然有硫化物形态控制作用,并可进一步提高低硫钢抗氢致裂纹的能力和冲击韧性［2］;④结合产品开发和机理研究,稀土可净化钢液和变质非金属夹杂物［3］,改善铸钢组织、细化等轴晶区,减少柱状晶区的枝晶臂间距［4］,减轻钢的显微偏析,使沿晶分布的共晶碳化物分布和形状发生变化［5、6］,铸钢中的稀土富集于晶界,改变了晶界的结构并净化了晶界［7］,稀土还能改善铸钢的工艺性能,提高了铸钢的流动性［3］和抗裂性［8、9］,降低了铸钢的热裂敏感性;⑤稀土在钢的表面处理中的应用研究是正在发展的一个新领域,但在稀土的微合金化作用方面的研究还不甚深入,在稀土微合金化作用的研究集中表现在以下几个方面。
2 稀土在钢中微合金化作用的现状2.1 稀土在钢铁中固溶量及固溶度的测定目前研究稀土固溶量的方法主要有［3］:①物理法即内耗法、正电子湮灭法、点阵常数法,但仅限于定性和半定量的研究;②化学法:电解分离稀土夹杂物后采用不同的方法得出固溶量。
表1为已发表的固溶度数据。
表1 稀土元素在铁中的固溶度［3］叶文、林勤［10］等研究了16Mn钢中稀土的固溶量。
一种是用X射线荧光光谱分析钢中稀土总量及电解分离出的夹杂物的稀土量,两者之差即稀土在钢中的固溶量；另一种方法是采用等离子光谱分析直接测定电解液中的稀土的含量,此值即为固溶量,其结果见图1所示。
图2所示为林勤等人使用ICP法测定镧在低硫16Mn钢中的固溶量及其规律,由图可见,一般情况下,钢中稀土的固溶量不大,大多在10-5以下。
图1 钢中稀土量与稀土固溶量的关系图2 低硫16Mn钢中La、Ce的固溶量2.2 钢中固溶稀土的分布及对晶界的作用稀土元素的原子半径比铁约大50%,通常认为它们不易形成固溶体,限制了RE的固溶量,然而,稀土元素与典型非金属元素之间的极化作用,势必要导致其原子半径的改变。
以稀土元素La为例,其原子的金属共价半径(配位数12)为0.1877nm,当离子化程度为60%时,半径减小至0.1277nm，此值与铁的原子共价半径0.1210nm相近,因此,稀土元素可通过空位机制进行扩散,占据铁的点阵节点,在晶内形成置换固溶体。
Mclean和Northcott提出,溶质原子产生晶界偏聚的驱动力是溶质原子分布在晶内和晶界所引起的点阵畸变能之差［11］,并运用统计力学的)公式［12］处理方法推导出溶质原子平衡晶界偏聚浓度(Cgb式中Cm ——溶持原子在晶内的溶解度,Cm1A——晶界区的振动熵因子Q——溶持原子分布在晶内和晶界的畸变能之差R、T——分别为气体常数和绝对温度由上式可以看出,溶质和溶剂原子半径差越大,畸变能差值Q就越大,则溶质原子在晶界区的溶解度就越大,RE原子半径比铁原子半径约大50%,溶解在晶内造成的畸变能远大于溶解在晶界区的畸变能,RE元素得优先偏聚在晶界及附近的地方,使系统能量降低,达到亚稳状态,这在热力学上是有利的。
表2所示为沿晶断口离子探针质谱分析结果［13、14］,结果表明,加稀土后,由于稀土在晶界的偏聚,明显改善了硫和磷在晶界的偏聚。
稀土和S、P相互作用,降低了它们在钢中的活度,有利于降低晶界硫、磷的平衡偏聚浓度;其次稀土和S、P之间电负性差大于S、P和Fe之间电负性差,稀土和S、P之间强的相互作用,减弱了S、P与基体铁原子之间的相互作用,减少了硫磷有害的脆化作用。
表2 晶界和晶内离子探针质谱分析结果钢种固溶稀土10-6晶界晶内Is+/Io+Ip+/Io+ICe+/IFeIs+/Io+Ip+/Io+ICe+/IFe+J555.58.20.250.140.0830.340.180.100.701.010.100.0830.0750.110.0890.0870.280.40X6035761320.250.130.0730.0650.380.260.200.160.610.810.920.100.0900.0740.0680.120.140.150.150.200.400.66稀土原子与铁的错配度比磷原子与铁的错配度大,所以铈原子有强烈的晶界偏聚倾向,当钢中存在多种溶质原子时,错配度大的溶质原子优先向晶界偏聚,对其它错配度小的原子偏聚有一定的抑制作用［15］。
在含磷较低的合金中,铈可抑制磷在晶界上的偏聚,但在含磷较高的合金中,铈使磷的晶界偏聚增加［16］,这是由于晶界上有部分是Fe-Ce-P三元化合物或有序相类型的相,见图3所示。
无论哪种情况铈的晶界偏聚都能使钢的脆—韧性转变温度降低和沿晶脆断倾向减小(见图4)。
对于稀土与晶界上硫含量的关系,研究表明［17、18］，加入稀土元素后,晶界上的硫随稀土元素含量的增加而减少,以至完全消失。
稀土元素为表面活性物质,固溶稀土主要分布在晶界,降低界面张力和晶界能,使晶粒长大的驱动力减少,从而抑制了奥氏体晶粒长大,把奥氏体晶粒长大推移到更高的温度范围,而且还有细化晶粒的作用,表3所示［19］为截线法测得试样在不同奥氏体化温度下的奥氏体晶粒尺寸,图5则为不同加热温度下测得的试验钢奥氏体晶粒度［20］,由图表可见,稀土元素均不同程度地细化了钢的奥氏体晶粒。
图3 铈对磷在α-Fe晶界偏聚的影响图4 Fe-P及Fe-P-Ce合金脆韧性转变温度与磷含量的关系图5 试验钢在不同加热温度下测得的奥氏体晶粒度1.20SiMn2V2.20SiMn2VRE3.40SiMn2V4.40SiMn2VRE表3 铈对奥氏体晶粒大小的影响2.3 稀土加入对相变的影响钢的临界点是制定热处理规范的重要依据,表4为某些试验钢的临界点［21］，表5则为添加稀土后临界点的变化情况。
显然稀土元素倾向于不同程度地降低了临界点Acl 、Arl、Ac3、Ar3、Ms、Mf、Bs点,反映了一定的规律性。
表4 试验钢的临界点/℃表5 添加稀土后临界点的变化/℃在先共析—共析转变中,铈元素降低了Ar3、Ar1温度(图6所示),引起Ar3、Arl温度间隔的减小(见图9)。
图6 铈含量对Ar1、Ar3温度的影响在贝氏体转变中,铈元素使贝氏体转变点升高(图 7)。
加大了贝氏体转变间隔(见图9)。
图7 铈含量对贝氏体点的影响图8 铈含量对马氏体点的影响图9 铈含量对固态相变间隔的影响在马氏体转变中,铈加入钢中引起了马氏体点下降(见图8)。
对于过冷奥氏体转变动力学曲线,加入稀土元素后,有的使CCT曲线左移［22、23］,有的加入稀土则使CCT曲线右移［21、24］,稀土元素对钢中相变的影响见表6所示。
6 稀土元素对钢中相变的影响反应元素影响钢种珠光转变A→PCe 珠光体量增加0.1～0.4%C钢贝氏体转变A→B RE转变温度、孕育期不变,速度减慢18Cr2Ni4W马氏体转变Ce 降低Ms 18Cr2Ni4WA→MRECe孪晶马氏体减少,板条马氏体体增加,板条尺寸减小板条马氏体尺寸减小30CrNi2MoV37CrNi4MoV及0.7%C钢30Mn马氏体逆转变RE As增高PH17-7Al M→A马氏体分解RE 阻碍30CrNi2MoV 二次硬化Ce 提高18-4-1-5(Co) Fe3C聚集长大Ce,Y 阻碍碳钢碳化物晶界沉淀RE阻碍阻碍Cr-Ni奥氏体钢Mn13金属间化合物沉淀RE 促进PH17-7Al奥氏体晶粒长大RELaCe阻碍阻碍阻碍35CrNiMo,35CrNi3MoV35CrMnSi,37CrNi330Mn,30Mn2,30Mn32.4 稀土加入对钢显微组织的影响迄今为止,尚未确定稀土元素是铁素体形成表元素还是奥氏体形成元素,研究表明,稀土元素对铁素体和奥氏体均有影响,45铸钢加入0.3%稀土后,钢中铁素体量增加到80%～85%。
研究稀土元素对珠光体组织的影响时发现,过共析钢中加入0.1%Ce使网状碳化物增厚,珠光体中碳化物呈颗粒状的倾向增大［25］.金泽洪等人的研究则表明［26］,20MnVB钢中加入稀土使退火组织珠光体分布均匀弥散并且随钢中稀土固溶量增加,珠光体量下降。
稀土元素对奥氏体的影响相对研究较多,稀土元素阻碍35CrNi3MoV 奥氏体的晶粒长大,马氏体相变则是一种无扩散型的切变型转变,往往具有亚结构,马氏体的性质与它的亚结构关系很大。
在马氏体形态上,稀土使板条马氏体比例增加,片状马氏体比例减小;在亚结构上,则表现为位错组态增加,孪晶组态减少,另一方面稀土钢马氏体中的板条晶尺寸也相应细化。
对于贝氏体组织,稀土有抑制产生上贝氏体组织的倾向,有抑制贝氏体转变,并且使其数量减少的作用。
未加稀土的钢中碳化物分布在晶界和晶内,碳化物颗粒较粗大,而加入稀土后碳化物要细得多,而且碳化物主要分布在晶粒内部［27］。