表1稀土在20MnVB钢中净化变质夹杂效果 Table 1 Effect of RE on purifying molten 20MnVB steel and modifying inclusion morphology No CRE] ) [O] 夹杂面积 夹杂平均 ≤2μm夹杂 ·光杂长宽比 % % % 百分数，% 长度，4如 % 72 0 0.016 0,0056 0.27 25 30.1 5.8 的 0.011 0.016 0.0046 0.23 6.1 49.1 2.6 0.018 0.015 0,0040 0.20 3.2 74,1 2.0 4 0.026 0.015 0.0036 0.16 1.6 78.0 1.5 稀土净化钢液还包括稀土可以与钢中的磷、砷、锑、秘、铅、铜等低熔点杂质发生交互作 用。它可以抑制这些杂质在晶界上偏聚，有净化晶界的作用，或可以与这些杂质形成熔点较 高的化合物，析出排除。但后者应在稀土脱氧脱硫之后，稀土加入量较高的情况下发生。 在CRE)+〔As)/CO)+〔S)≥6.7时，析出朱红色的含砷稀土硫化物，当比值超过9.7， 生成紫墨绿色的脱砷产物(RE)As·(RE)S。两种脱砷产物均含有微量Sb。在更高稀土含量下 才有脱磷产物出现。稀士没有脱铜作用，但能使铜在钢中分布均匀，并有抑制铜和砷在热加 工过程中向表面富集的作用r5)。在O9 CuPTi中也未观察到稀土脱铜产物，但明显减少Cu在 晶界的偏聚。稀土净化晶界抑制杂质在品界的偏聚作用，在最佳RE/S范围内，已经可以观 察到了。 2稀土的硫化物变质规律与效果 金属的断裂过程是裂缝不断发生和发展的过程，夹杂物往往作为显微裂缝的发源地，因 而它对与断裂过程密切相关的一系列性能，如塑性、韧性以及疲劳性能会带来显著的影响。 稀土在钢中净化变质作用，正是改变了钢中夹杂物数量、性质、形态、大小及分布，从而改 善了材料的机械性能。 未经稀土处理的钢中硫化物夹杂主要是细长条硫化锰。在含T钢中还有点串状硫化钛和 碳硫化钛夹杂。有时还能观察到含T的硫化锰。 表2给出根据平炉炼20 MaVBRE钢化学成分，计算出各种脱硫脱氧产物在1600℃下的标 准生成自由格()。表明疏化物中以硫化钙最稳定（△G负值最大），其次是稀土硫化物，而 MS在炼钢温度下不能生成（△G为正值）。热力学计算表明，温度低于1450℃，△G才能转 为负值，因此MnS是在钢液凝固过程中生成的。 稀土处理钢中，随RE/S值增大，长条状MnS迅速减少。对20MnVB钢，RE/S=1.7,硫化 物夹杂主要是球状和椭球状RE2O2S,RE.S,及纺锤状的(RE、Mn)S,但仍有少量条状MnS, RE/S=2.5,长条状MS消失；RE1S=3.0夹杂物数量增加；RE/S=4.0出现聚集状稀土氧 化物及硫氧化物，夹杂物数量显著增加。 由于稀土处理使钢中长条状MS被球状、纺锤状稀土硫氧化物和稀土硫化物取代，并使 夹杂物细化和弥散分布，从而显著提高钢的横向冲击性能。20MVB钢的~40℃低温横向冲 击值，经稀土处理后由24J/cm2提高到46.3J/cm2、提高近1倍。断口观察表明，未加稀土内 响断口齐平，晶粒粗大且为亮灰色晶状组织。扫描电镜观察呈明显的“木纹状”，条状凹沟横 227表 1 T a b l e 1 E f f e e t o f R E o n nI V B铜中净化变质夹杂效果 p u r i f y i n g m o l t e n 2 0 M n V B s t e e l a n d m o d i f y i n g i n e l u s i o n m o r p h o l o g y 〔I E 〕 % 〔 S % 〔 O 〕 % 夹杂面积 百分数 , % 央杂平均 长度 , 件m ` 2林m 夹杂 % 夹 杂长宽 比 7 2 7 5 0 0 . 0 1 1 0 。 0 1 8 0 。 02 6 0 。 0 1 6 0 。 0 16 0 。 0 1 5 0 。 0 1 5 0 。 0 0 5 6 0 。 0 0 4 6 O 。 0 0刁0 0 。 0 03 6 O 一 2 7 0 。 23 0 。 2 0 0 。 16 3 0 。 1 4 9 。 1 7凌 一 1 7 8 。 0 5 . 8 2 。 6 2 。 0 1 。 5 稀 土 净化钢液还包括稀土可 以 与钢中的 磷 、 砷 、 锑 、 秘 、 铅 、 铜等低熔点杂 质发生交互作 用 。 它可 以抑制这 些杂质在晶界上偏聚 , 有净化晶界的作用 , 或可以与这些杂质形成熔点较 高的 化合物 , 析出排除 。 但后者应在稀土脱氧脱硫之 后 , 稀土加 人量较高的情况下发生 。 在〔R E 〕 + 〔A s〕/ 〔O 〕 + 〔S〕 ) 6 . 7时 , 析出朱红色的含砷稀土硫化物 ; 当比 值 超过9 . 7 , 生成紫墨 绿色的脱砷产物 (R )E A s · (R E ) S 。 两种脱砷产物均 含有微量bS 。 在更高稀土 含量下 才有 脱磷产物出现 。 稀土没有脱铜作用 , 但能 使铜在钢 中分 布均匀 , 并有抑制铜和砷在热加 工过程 中向表面富集的 作用 〔 ” 〕 。 在0 9 C u P iT 中也未观察到稀土脱铜产物 , 但明 显减少 C 。 在 晶界的 偏聚 。 稀 土 净化晶界抑制杂 质 在晶 界的偏聚作用 , 在最佳 R E S/ 范 围内 , 已 经 可以观 察到了 。 2 稀土的硫化物变质规律与效果 金属的 断裂过程是裂缝 不断发生 和发展 的过程 , 夹杂物往往作为显微裂缝的 发源地 , 因 而它对与 断裂过程密切相 关的 一系列性能 , 如塑性 、 韧性以及疲 劳性能会带来 显著的 影响 。 稀土 在钢中净化变质作用 , 正是改 变了钢 中夹杂物数 , 量 、 性质 、 形态 、 大 小及分布 , 从而 改 善 了 材料的机械性能 。 未经稀土 处理的钢中硫 化物夹杂主 要是细长条硫化锰 。 在含iT 钢中还 有点 串状硫化钦和 碳硫化钦夹杂 。 有时还能观 察到含iT 的 硫 化锰 。 表2给出根据平炉炼 20 M o v B R E 钢化学成分 , 计算出各 种脱硫脱氧产物在 1 6 0 0 ℃ 下的标 准生成 自由焙 ` 。 ” ’ 。 表 明硫 化物中以硫化钙最稳定 (A G 负值最 大) , 其次是 稀土硫化物 , 而 M sn 在炼钢温度下不能生 成 ( 八G 为正值 ) 。 热力学 计算表 明 , 温度低于 1 4 5 0 ℃ , 么G 才能转 为 负值 , 因此 M n S是在钢 液凝固过 程 中生 成的 。 稀土 处理钢 中 , 随 RE S/ 值增大 , 长条状 M n S迅速减少 。 对 20 M n v B钢 , R E S/ 二 1 。 7 , 硫 化 物夹杂主 要是 球状和椭球状 R E : 0 2 5 , R E 二 S , 及 纺锤状的 ( RE 、 M n) S , 但仍有少 量条状 M nS , R E / S 二 2 . 5 , 长 条状M n S消失 ; R E 、 S/ 二 3 。 。夹杂物数量 增加 ; R E S/ 二 4 . 0出现聚集 状稀土氧 化物及硫氧 化物 , 夹杂物数量显 著增加 。 由于 稀土处理使钢中长 条状 M nS 被球状 、 纺锤状稀土硫氧化物和稀土硫 化物取 代 , 并使 夹杂 物细化和 弥散 分 布 , 从而显著 提高钢的横 向冲 击性能 。 20 M n V B铡的 一 40 ℃低 温横向冲 击值 , 经稀上处理 后由2 4 ) / c m “ 提高到 4 6 . 3 ) / c o 2 . 提高近 1 倍 。 断 口观察表 明 , 未加稀土 内 向断 口齐 平 , 晶 粒 粗大 且为亮灰色晶状组 织 。 扫描电镜观察呈明显的 “ 木纹状 ” , 条状凹沟横 2 2 7