稀土金属特性
稀土金属哪种成份金属耐磨性耐腐性延展性韧性较好或者说哪几种成份金属混合起来会有样特性
最佳答案：
稀土钢应用
1 概况
稀土系指元素周期表第ⅢB族镧系元素及与镧系元素化学性质上相近钪和钇共计17种元素芬兰学者加多林(Johan Gado1in)1794年发现当时瑞典矿石发现了矿物组成类似土状物而存钇土且又认稀少便定名稀有土(Baxe Earth)此又陆续发现了与此同类多种元素总称稀土来研究发现稀土地壳丰度要比人们想象多得多铈比锡多得多钇也比铅多即使丰度少稀土元素也比铂族元素多说明稀土并稀少也土全部金属元素
我国稀土资源丰富世界上其任何国家所及现己探明工业储量3600万吨约占全世界总量80％且品种繁多分布集其包头市白云鄂博矿山储量占了全国储量95％上所才有了世界稀土国国稀土包头之说现包钢每年采出稀土矿石量230万吨-250万吨部分矿石多数稀土品位都比较高能达7.25％上经过几十年研究开发生产技术断完善生产 规模断扩大现已形成了年产稀土精矿6万吨稀土合金1.5万吨、湿法稀土产品折合氧化物5800吨83品种、195种规格世界大稀土矿产品生产基地
包钢虽有丰富稀土资源稀土处理钢品种及处理效等方面与武钢、济钢、本钢等相比还有大差距何把稀土资源优势变成经济优势还需进步研究和开发
2 稀土钢应用现状
近几年来国内外钢铁生产实践表明钢经过稀土处理对钢性能产生系列作用现我国用稀土处理钢有80多品种年产量达60万吨预计2002年全国稀土钢产量达300万吨包钢稀土之乡稀土处理钢也开发了些只占包钢钢产量0.5％ 因此大力开发应用稀土资源进行稀土钢开发及应用研究应提日程上来
包钢研究稀土钢应用始于60年代当时稀土当作灵丹妙药认无论放哪种钢里都有作用甚至提出过稀土代替镍、铬口号70年代期对稀土钢应用出现了两种截同见解种意见认稀土有些钢作用明显应该继续进行试验研究；另种意见则认稀土对含硫较高钢有些作用随着生铁含硫量降低稀土作用逐渐消失因此稀土处理钢没有前途80年代期由事实证明稀土确实有用当也万能钢含有微量稀土元素即明显地优化铸坯质量提高钢塑、韧性改善钢材横向性能和低温韧性初步有了定性概念
进入90年代随着钢铁工业发展出现了众多与稀土有关课题炉外精炼、模铸、连铸等同工艺稀土应用领域极大地推动了稀土处理钢生产发展进步确认稀土钢 有净化钢液、变性夹杂和微合金化作用有利于提高钢冷冲压成型性横向及低温韧性、高温强度、焊接性及耐蚀性等进步有了定性概念由于没有达量化所至今尚未制定有关稀土钢标准只能把稀土处理钢叫做稀土钢对某钢种来讲钢含有多少稀土对性能有多大影响等还没有搞清楚对稀土钢生产技术和控制手段还没有完全掌握样也影响了稀土钢发展
3 稀土用途
稀土元素根据们性质上差异和分离工艺要求般分轻稀土和重稀土两组其镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕轻稀土稀土元素典型金属元素们金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属比其金属元素都活泼与多种元素化合且稀土金属燃点低铈165℃钕270℃极易与氧起反应所有稀土金属能180℃-200℃空气被氧化成RE203型氧化物稀土氧化物熔点都高生成自由能负值大说明们都稳定化合物由于稀土元素特殊性质决定了稀土用途钢铁工业应用主要稀土硅铁合金(含轻稀土混合金属20％-45％)稀土硅铁镁合金(稀土金属6％-25％镁7％-12％)重稀土硅铁合金(含钇类混合稀土60％上)混合稀土金属(含轻稀土95％上)富铈或镧稀土硅铁合金(Ce占70％或La占50％上)其炼钢生产常用有两种稀土合金块状稀土硅铁合金前用于大包投入大包压入粉状般用于大包内喷粉、模铸注管喷粉等方法加入钢；二混合稀土金属制成丝(φmm-φmm)或棒(≥φmm)丝用于钢包、注管或连铸结晶器使用喂丝机喂入钢棒采用模内吊挂方法熔入钢稀土金属包芯线作线性添加材料新品种由于喂丝技术炼钢生产广泛应用必得进步发展
4 稀土钢作用机理
4.1 微合金化作用
稀土元素微合金化作用初步认定主要稀土原子晶界上偏聚与其元素交互作用引起晶界结构、化学成分和能量变化并影响其元素扩散和新相成核与长大终导致钢组织与性能变化钢稀土金属含量因同钢种同冶炼方法和同稀土加入方法而有大差异稀土钢含量与微合金化直接关系还有待研究
4.2 与其有害元素作用
定量(量多少还需进步测算)稀土与钢磷、砷、锡、锑、铋、铅等低熔点有害元素相作用方面稀土与些杂质形成熔点较高化合物；另方面还能抑制些夹杂晶界上偏祈例钢存热脆性由于钢有些低熔点金属元素当把稀土加入钢液生成高熔点金属化合物熔于钢而进入炉渣起净化作用使钢杂质减少从而克服了热脆性
4.3 稀土元素脱硫、脱氧
热力学分析和大量有关钢稀土夹杂研究表明钢[O]、[S]含量定范围内钢液加入稀土时极易生成稀土氧硫化物当钢氧含量降至201ppm下时、加入钢液稀土首先形成RE203S型夹杂物而形成RE3S4或RES型硫化物些硫化物能包裹氧硫化物外围组成复合夹杂物或稀土硅酸盐化合物们熔点高且非常稳定显球状钢液经过适当镇静之些稀土氧化物、硫化物或稀土硅酸盐化合物从钢排除从而净化了钢液稀土钢作用90％通过对硫化物形态控制来实现当RE／S2.7-3.0时硫化物形 态控制效达佳状态
4.4 捕氢作用
稀土能吸收大量氢制成储氢材科稀土加钢抑制钢氢引起脆性和白点已有研究表明稀土有降低氢扩散系数延缓氢裂纹尖端塑性区富集从而使裂纹扩展孕育期和断裂时间延长 因此稀土有抑制钢氢脆作用
4.5 弥散硬化作用
向钢液喷吹稀土氧化物(CeO2)粉剂 提高钢强度和韧性降低脆性转变温度提高钢持久强度其原因方面 Ce02作结晶核细化铸态晶粒；另方面弥散分布Ce02质点提高晶界对位错运动阻力
4.6 变性夹杂
稀土加入钢液生成球状稀土硫化物或硫氧化物取代容易形成长条状MnS夹杂使硫化物形状得控制提高了钢热塑性特别横向冲击韧性改善钢材各向异性稀土使棱角状高硬度氧化铝夹杂转球状硫氧化物及铝酸稀土有利于提高钢疲劳性能
5 稀土对钢材性能影响
目前开发稀土钢品种有：稀土铌重轨高韧性压力容器用钢45kg级桥梁板稀土船板钢稀土车轴钢大型桥梁用型钢等些钢由于稀土存性能与用途方面得了提高说明稀土对钢材性能影响独具其魅力
5.1 稀土对钢轨钢影响
当钢轨钢稀土(Ce、La、Pr、混合稀土) 含量O.029％上时产生下影响：
①稀土延缓钢轨钢接触疲劳裂纹萌生和扩展推迟钢轨表面剥离发生
②稀土明显减小钢轨钢接触疲劳贯穿角和贯穿深度
③稀土缩小钢轨钢接触疲劳表面塑性变形范围改善加工硬化效
④稀土具有净化钢液变性夹杂和微合金化作用
⑤既能减小应力集区又能细化组织、提高强度增强钢轨钢抗变形能力
⑥由于稀土极易氧化并与氧化合成氧化膜附着于钢轨表面由此产生白润滑作用既能减小摩擦系数又能提高表面结合强度从而改善了钢轨疲劳和磨损耐磨性比普通轨增加1倍
5.2 稀土对60Cr Mn Mo 影响
加稀土处理使钢稀土含量达0.05％—0.07％时明显提高热轧辊用钢热疲劳寿命和塑性
5.3 稀土对16MnRE影响
显著改善了钢韧、塑性特别钢横向韧、塑性冲压性能好此钢材广泛用于制作汽车、桥梁、造船、容器及建筑行业
5.4 稀土对09MnRE影响
显著提高汽车及车辆用钢塑性用于型汽车发动机挡板及车厢边框边板等
5.5 稀土对石油钻管钢影响
稀土元素钢主要作用除去钢水杂质元素特别钢加入稀土使硫含量从0.025％降0.01％并能改变残留夹杂物主要硫化锰形状从而提高钢强度因残留稀土夹杂物较硬轧制时呈现球状而形成易于引起裂纹细长薄片其次当钢有氢类有害气体存时稀土钢起脱氢作用些特性对油井钻探用钢重要添加混合稀土金属提高钻管钢使用寿命
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