土加入首先应生成CeA103(△G负值最大)。根据下面反应标谁生成自由格和温度的关系式 〔Ce)+AlzO3=〔AI)+CeAIO; △G°=423900-247.3T(J/mo1) 可计算出炼钢温度下的△G°(1600℃)=-39.29kJ/mo1,负值很大，表明钢中加入稀土可以使 棱角状高硬度的A1zO,夹杂转变成低硬度粒状稀土铝酸盐夹杂。由上述反应可知这种转变取 决于钢中稀土和铝的浓度或活度的比值，RE(A1值提高有利于实现这种转变。理论计算结果 表明，当钢中ac。/aa1>8×10-2时，A12O,将转变为CcA1O3。表3列出不同稀土含量 20MnVB钢中aRs/aa1,aRE.ds/a1·ao和RE/S值。 表3钢中稀土、铝、破、氧活度比值(20MnVB) Table 3 The activity ratio of RE,Al,S,O in steel 活度比或 样品号 RE/S 03 04 05 06 aRE/aAI 7.8×102 8.0×102 9.2×10-2 10×10-2 13×102 aRE.a8/GA1.a0 1.0 1.04 1.25 1.4 0.83 RE/S 0.91 1.2 1.7 2.5 4.0 根据理论计算当钢中ac。/aA1值大于8×10~2的样品中A12O3夹杂应该消失，这和实际钢 中夹杂物鉴定结果一致。在20MnVB钢中4,05,06样品确实观察不到A2O3夹杂。其次从表3 aRg/aa1和RE/S关系，可以看出钢中MnS未完全变性前(20MnVB,RE/S<1.7),Al2O3 就已经完全消失，被REA1O3所取代。因此一般铝镇静钢中稀土对氧化物夹杂的变性作用可 以在较低的RE/S下实现。尤其在加AI量较低的情况下，如某厂生产的55 SiMnVB和GCrI7Si Mn,钢中总铝量为0.01%-0.02%，则RE/S>1.0,A1:O3夹杂就已经消失。 由于钢中还存在下面反应 CeA1Os+〔Ce]+CS]=〔AI+CO)+Cc2O2S △G°=-28550+18.1T(J/mol) 说明在更高稀土含量下，CeA1O:还可进一步转变成球状Ce2O2S,使钢中稀土氧化物减少， 稀士硫氧化物增加，酸溶铝增大。根据这个反应，这种转变取决于钢中，：值，增大这 a41·a0 个比值有利于这种转室。理论计算得出，88g=1,4当比值大于1.，CeA10,将进一 步转变成Ce2OzS。 实际夹杂物鉴定证实这个结果，并表明这种转变和钢中MnS变性的RE/S值接近，即20Mn VB钢中RES接近2.5（表3）。减少加铝量同样有利于向RE2O2S的转变。因此从变质夹 杂角度考虑，钢中RE/S值应控制在最佳范围的中上限。 稀土对A12O3及铝酸盐夹杂的变质作用，使由硬度高、棱角状夹杂变为硬度低粒状 REA1O,以及进而转变为球状RE,O,S,有利于提高钢材的抗疲劳性和齿轮抗断齿及抗接触 疲劳性能。表4列出钢中夹杂物类型及疲劳性能实验数据，证实了稀土对氧化物夹杂变质作 230土加 入首先 应生成 C e I A O 。 G负A( 值最大 ) 。 根据下面反应标准生成 自由烙和 温度的 关系式 〔 C e 〕 + I A : O := 〔 〕I A + C eA 1 0 : △ G 。 4 = 3 9 2 0 0 一 4 7 2 。 3 T ( J /m o l ) 可计算 出炼钢温度下 的△口 。 1(℃6 0) = 一 39 . 2 k9 J / m o l , 负值很大 , 表 明钢中加 入稀土可 以使 棱角状高硬度的 A I : O : 夹杂转变成低硬度粒状稀土 铝酸盐 夹杂 。 由上述反应可知这种转变取 决于钢 中稀土和铝 的浓度或活度的 比值 , R E 了A I值提高有利于 实现这种转变 。 理论计算结果 表 明 , 当钢 中 a 。 。 / a * 1 > 8 x 1 -0 , 时 , A h O . 将转变 为 C e IA O 。 。 表 3 列 出 不 同 稀 土 含 量 Z o M n V B钢中 a : : / a A , , a : : · a 。 / a A ; · a 。 和 R E I S值 。 表 3 T a b l e 3 钢 中稀土 、 铝 、 硫 、 氧活 度比值 (2 OM n V B ) T h e a e t i v i t y r a t i o o f R E , A I , S , 0 i n s t e e l 活度 比或 R E / S 样 品 号 0 3 0 4 4 0 5 0 6 a R 宜 / a A I 7 。 8 x 10 一 2 8 . 0 x 10 一 , g 。 2 x 1 0 一 忍 1 0又 10 一 , 1 3 x 1 0 、 2 a R 兄 一 a 日 / a 入 1 . a o l 。 0 1 。 0 4 1 。 2 5 1 。 理 0 。 8 3 R E / 5 0 。 9 1 1 。 2 1 . 7 2 。 5 4 。 0 根据理论计算当钢 中 “ c 。 /气 , 值大于 8 x l 。 一 2 的样品 中A l : O , 夹杂 应该消失 , 这和实际钢 中夹杂物鉴定结果一致 。 在20 M n V B钢 中4 , 0 5 , 0 6样品确实观察不 到A I : 0 3夹杂 。 其次从表 3 a R : / a A I 和 R E / S关 系 , 可 以看出钢 中M l S未 完 全 变 性 前 ( Z o M n V B , R E / S < 1 . 7 ) , A I : 0 3 就 已经完全消失 , 被 R E A lo 3 所取 代 。 因此 一般铝镇静钢 中稀土对氧化物夹杂的变性作用可 以在较低的 R E S/ 下实现 。 尤其在加 A l量较低的情况下 , 如某厂生产 的 5 S I M n V B和 G C r 1 7S i M n , 钢中总铝 量为。 。 01 % 一 。 。 02 % , 则 RE S/ > 1 . 。 , A l : 0 3 夹杂 就已 经消失 。 由于钢 中还存 在下 面反应 C e A IO 3 + 〔 C e 〕 + 〔S〕 = 〔A I〕 + 〔O 〕 + C e Z O : S A G ” 二 一 2 8 5 5 0 + 1 8 。 I T ( J / m o l ) 说 明在更高稀 土含量下 , eC IA O 3还可进一步转变成球 状C o Z O Z S , 使钢 中稀土 氧化物减 少 , 稀土硫氧化物 增加 , 酸溶铝增大 。 根据这个反应 , 这 种转变取决于钢中 a e e . a 日 a A I . a o 值 , 增大这 个比值有利 于这 种转变 。 理论计算得 出 , 步转变 成C e : 0 2 5 。 a e e . a s a 八 x ’ 0 0 = 1 . 4 , 当 比 值 大 于 1 . 4 , C e A IO 3将进 一 实际夹 杂物鉴定证实这个 结果 , 并表明这 种转变和钢 中M n S 变性的 R E / S值接近 , 即 20 M n v B 钢 中R E S/ 接近 2 . 5 ( 表 3 ) 。 减少加铝 量 同样有利 于 向 R E 2 0 2 S的转变 。 因 此从 变 质 夹 杂 角度 考虑 , 钢中R E / S值应控 制在最佳范围的 中上限 。 稀土对 A 1 2 O 3及铝酸盐夹杂 的 变 质作用 , 使由硬 度高 、 棱 角状夹 杂 变 为 硬 度 低 粒 状 R E IA 氏 以及进而 转变为球状 R E Z O Z S , 有利 于提高 钢材的抗疲劳性和齿轮抗断齿 及 抗 接触 疲 劳性能 。 表 4 列出钢中夹杂物类型及疲劳性能实验数据 , 证 实 了稀土对氧化物夹杂 变质作 2 3 0