力。它们加入钢液中改变了硫化物的成分、类型与结构。稀土化合物中在稳定性方面紧接着 物是硫化物和氧硫化物。它们具有高熔点，在热变形以后仍保持球状。稀士元 硫化锰中降低其塑性，把条状的硫化锰夹杂变成纺锤状的稀土硫化物和硫氧化物。硫化物形 貌的变化可以改善热轧产品的横向塑性和韧性，减小其各向异性。稀土元素加入钢中与低熔 点的碑、锑、锡、铅、铋等元素作用，形成高熔点的金属间化合物，从而可以消除由这些微 蛩杂质元素所引起的钢的热脆倾向，提高钢的热塑性和高温强度。 稀土元素对钢中铸造组织的变质作用。稀土元素通过在钢液中复杂的物理化学过程，改 变钢的凝固过程和铸造组织。它们与钢液反应，形成微细质点，在凝固过程中作为非自发形 核核心，加速凝固过程。稀土元素是表面活性元素，它们吸附在正在长大的固态晶核表面， 形成薄膜，1碍了品体生长所需的原子供应，从而降低了晶体长大速案。由于以上原因，钢 液中加入微量稀土元素后，使凝固过程获得高的形核速率和低的晶体长大速率，从而细化了 钢的铸态组织，即细化的树枝状晶体与晶臂[】【]，柱状晶的生长被抑制【，进而减少枝 晶偏析【2！及区域偏析。 稀土元素在钢中的合金化作用 一、稀土元素在铁及铁碳合金中的状态 Fe-La和Fe-Ce的二元相图见图1【]和图2t1。镧和铈在铁中的固溶度在不同研究者 之间有很大出入。Haefting和Dan nel刊认为La在共晶温度(785℃)a-Fe中的固溶度不超 过0.2%（重量）。Richerd【用金相法据外推得到La在a-Fe中的固溶度在0.085~0.090% (重量)。 Jepson和Du wezI!确定在8I5~1015t范围Ce在铁中的固溶度约0.4%（重量），'Ric herd i81估计在600℃Ce在a-Fe中固溶度约0.35~0.40%。近期韩其勇等I11应用同位素 La%(wt) 141Ce发现在五种不同钢中 20 40 60 70 80 90 Ce在基体中的量不超过0.05 1800 %。李平安等1】在真空 熔炼的高纯Fe-Ce合金中 1600 1539° Ce在a-Fe中的周溶度约 1460° 1400 0.07%。很明显，La和Ce 1390°1400 在a-Fe中的同溶度是极低 的。其他稀土元素在铁中的 1200￥ ·溶度见文献1。 1000 Fe-La系没有发现金属 02 900° 920 888 间化合物。Fe和Ce形成稳定 800 785 的化合物CeFe2、Ce,Fe:7 介稳化合物CeFe,【; 600 Mag' 11 稀士：元紫与碳有较大的 400 Fe 10 20 30 40 5060 70 80 90 亲和力，但用0.1~0.2%稀 La%(at) 土金属加入钢液中处理的钢 图1铁一钢相图【1 43喊 力 。 它们加入 钢 液 中改变 了硫 化物的成分 、 类型 与结构 。 稀 士 化合物 中在 稳定性方 面 紧接着 ，散化物是 硫 化物 和氧 硫化物 。 它们 具有高熔点 ， 在热变 形以后 仍保持 球状 。 稀 土元 素溶解在 硫 化锰 中降低 其塑 性 ， 把 条状 的 硫 化锰 夹 杂变成 纺锤抹的 稀 土 硫化物和 硫氧 化物 。 硫 化物形 貌的 变 化可 以 改善热轧产 品的 横向塑性 和韧性 ， 减 小其咨向异性 。 稀土 元 素加 入 钢 中与低熔 点的 砷 、 锑 、 锡 、 铅 、 秘等元 素作用 ， 形 成高熔点 的 金属间 化合物 ， 从而可 以 消除由这 些微 量 杂 质 元素所 引起的 钢 的 热脆倾向 ， 提 高钢 的 热塑 性和高温强度、 稀 土 元 素对钢 中铸造组织的 变质 作用 。 稀 土 元 素通 过 在钢液 中复杂的 物 理 化学过程 ， 改 变钢 的 凝 固过程 和铸造组织 。 它们与钢液反 应 ， 形 成微 细质点 ， 在凝 固过程 中作 为非 自发形 核核心 ， 加 速 凝 固 过程 。 稀土元 素是 表面活性元 素 ， 它 们 吸 附 在正在长 大的 固态 晶核表面 ， 形 成薄膜 ， 阻 碍 了 晶休生长所 需的 原 子供 应 ， 从 而降低 了 晶体长 大速 率 。 由于 以 上原因 ， 钢 液 中加入 微 夙稀 土 元 素后 ， 使凝 固过程 获 得高的 形核速率和低的 晶体长大速 率 ， 从而细 化了 钢 的 铸态组织 ， 即 细 化的 树 枝状 晶体 与 晶竹 〔 ’ ， 柱状 晶的 生长被抑制 ‘ ， 进而减少枝 晶偏析 及 区域 偏 析 。 稀 土 元 素在钢 中的合金 化 作 用 一 、 稀土 元素在铁及 铁玻 合金 中的状 态 一 和 一 的 二元相 图 见图 和图 〔 。 拥和饰在铁 中的 固溶度 在不 同研究者 之间有很 大 出入 。 “ ” 和 “ ” “ ’ 认为 在共晶温 度 ℃ ‘ “ 一 中的 固溶度不超 过。 重 量 。 ， 用 金相法据外 推 得到 在 一 中的 固 溶脚在 。 。 甩 最 。 和 “ ， 确定在 ℃范围 在铁 中的 固溶度约 重 最 ， ‘ 。 ‘ ， 估计 在 ℃ 在 一 中 固溶度约 。 近期韩其勇 等 ‘ “ 应用 同位素 鱿 ， 、 。 。 。门漂一架 ， 卜“ 怡器 弋丁抹 尸 ‘ 甘 ， 甘 ‘ ， ， ， 侧 翻 即 ，尸卜︸ ，尸 八犷 ， 毛 ‘ 发现在五 种不 同钢 中 在 基体 中的 量 不超 过 。 李平 安 等 汇” 在真 空 叫 熔 炼的 高 纯 一 合 金 中 在 一 中的 固溶 度 约 。 很 明显 ， 和 在 一 巾的 固溶度 ’ 是极低 的 。 其他稀 土 元 素在 铁 中的 ’ · 调哆度见文 献 、 。 一 ， 系 没有发现金属 间 化合 物 。 和 形 成 稳定 的 化合 物 、 ， ， 不 介 稳 化 合 物 。 。 ， 丫 丛鱼一 一 吸 娜节二 二军 心 、 一 令吞 图 铁一 翎相 图 叽呀叶蔽漩丁 王 髻 稀 土 元 素与碳 有较大的 亲和力 ， 但用 勺 稀 土金属加 入 钢 液 中处理的 钢 ‘ 异 。扩