D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1983.01.005 北京钢铁学院学报 1983年第1期 稀土元素铈对钢的凝固和 枝晶偏析的影响 北京钢铁学院高瑞珍陈晓光 包头五二研究所刘树模 摘 要 本文用热分析法、金相法和电子探针微区分析考紫了铈对35GrNi.MoV和20Gr MoV二种低合金钢的凝固和枝晶偏析的影响。实验结果表明：稀土元素铈加入钢 中，减轻了钢液一固转变的过冷，推迟钢的包晶反应进行：细化初次晶粒，细化等轴 晶的二次枝晶臂，并在不同程度上减轻了Cr、Mo、V、Mn、Si、Ni等元素的枝晶偏 析。 一、前 言 钢的凝固过程对铸锭和铸件的质量有很大影响。铸锭和铸件无论经历何种热加工和热 处理，铸态组织的某些特征将始终保留在产品中，影响产品的某些使用性能。凝固过程中 产生的许多缺陷，如粗晶、缩松和裂纹等等，则直接危害着产品的使用。 随钢的凝固过程进行，溶质元素的再分配将产生元素的枝晶偏析。铸态组织中元素分 布的不均匀，经热变形加工后将形成带状组织，造成机械性能的各向异性和表面出现软点 和硬点。在热处理过程中，枝晶偏析使得枝晶干和枝晶间奥氏体转变特性不同而得到不同 的显微组织，从而引起强度、硬度和其它性能的不均匀。以致在组织组成间形成应力集中 或导致裂纹产生。 近年来发现，钢中加人适量稀土对改善铸态组织和元素的枝晶偏析有良好的作用1,2)。 不过，目前稀上对钢的凝固和枝晶偏析的影响，实验数据较少，对其机理还不能作出适当 的解释。因此，系统地研究稀土元素对钢的凝固的影响，特别是联系钢的凝固过程来探讨 稀土改善枝晶偏析的原因，具有一定的实际意义。 二、实验方法 选用35CrNi,MoV钢（以下简称35CrNi)和20 CrMoV钢（以下简称20Cr)作为研究对 象。35CrNi钢用中频炉冶炼，20C钢用电弧炉治炼，均铸成棒料，切割成小块作原料。 两种原料的成分见表1。 53北 京 铜 铁 学 院 学 报 吕 年娜 翔 稀土元素钵对钢的凝固和 枝晶偏析的影响 北 京钢 铁 学院 包头五 二 研 究 所 高瑞 珍 陈晓 光 刘 树 模 摘 要 本文 用热 分 析法 、 金相法和 电子探针微区 分 析考 察了柿 对 和 二 种低合金钢的凝 固和枝晶偏析的影响 。 实验结果表 明 稀土元素饰 加入钢 中 ， 减 轻了钢液一固转变的过冷 ， 推迟钢的 包晶反应进 行 细 化 初次晶粒 ， 细化 等轴 晶的二次枝晶臂 并在不 同程度上减轻了 、 。 、 、 、 、 等元素的枝 晶 偏 析 。 一 、 前 ， 去 曰 钢 的凝 固过 程 对铸锭和铸件 的质量有很 大影 响 。 铸锭和铸件无论经历何种热加工和热 处 理 ， 铸 态 组织 的某些 特征将 始终保 留在产品 中 ， 影响 产品 的某些 使 用性能 。 凝固过 程中 产生的许多缺 陷 ， 如 粗晶 、 缩 松和裂 纹等等 ， 则直接 危害着产品 的使 用 。 随钢 的凝 固过 程进 行 ， 溶 质元素 的再分配将产生元 素 的枝晶 偏析 。 铸态 组 织 中元素分 布的不均匀 ， 经热 变形 加工后将形成带状组织 ， 造成机械性能的各 向异性和表面 出现软点 和硬点 。 在热处 理过 程 中 ， 枝 晶偏析使 得枝 晶干 和枝 晶间奥 氏体转变特性 不 同而得到不 同 的显微组 织 ， 从而 引起强度 、 硬 度和其它性能 的不均匀 。 以致在组织组成间 形成 应力集 中 或导致裂纹 产 生 。 近年 来发现 ， 钢 中加入适 量稀 土 对改善铸态 组织 和 元 素的枝晶偏析有良好的作用〔 ’ 〕 。 不过 ， 目前稀 上对钢 的凝固和枝晶偏析 的影 响 ， 实 验 数据较 少 ， 对其机理还 不能 作 出适 当 的解释 。 因此 ， 系统地研究稀土元素对钢的凝 固的影 响 ， 特别是联 系钢的 凝 固过 程来探讨 稀 土改善枝晶偏析的原 因 ， 具有一定 的实 际意 义 。 二 、 实 验 方 法 选 用 。 钢 以下简称 和 钢 以下 简称 作 为研 究 对 象 。 洞用中频炉 冶炼 ， 钢用电弧 沪冶炼 ， 均 涛成 棒料 ， 切 割成 小 决作 原 料 。 两 种原料的成分 见 表 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．01．005