稀土對鉻錳氮不銹鋼的凝固特性與相組成的影響.pdf

1、Cr-Mn-N奧氏體不銹鋼具有低成本，塑韌性好，較好耐蝕性等優(yōu)點。由于鎳資源的短缺和價格的上漲，Cr-Mn-N不銹鋼得到了關注和廣泛的應用。不銹鋼的質量與凝固組織有著密切的關系。稀土Ce具有細化組織和凈化鋼液的作用，結合定向凝固技術研究稀土和凝固速率對Cr-Mn-N不銹鋼凝固組織和相組成的研究。對于提高鑄造質量具有一定的理論指導意義。
　　本文以加入不同稀土含量的La和Ce的Cr-Mn-N不銹鋼為研究對象，在含有稀土鈰的鑄坯中切一

2、個Φ6.8*70mm的圓柱，采用電磁感應定向凝固生長爐，進行定向凝固試驗。采用蔡司金相顯微鏡觀察了稀土和凝固速率對組織的影響，并且分析稀土La和Ce對鑄態(tài)組織的影響。采用SEM附帶的能譜儀分析稀土和凝固速率對溶質分布的影響。采用XRD分析相組成。
　　通過研究得出，稀土元素鈰對鉻錳氮不銹鋼的鑄態(tài)組織有了細化作用，稀土Ce和La含量在適當范圍增加可以促使晶粒變小變均勻。稀土元素鑭也可以細化鉻錳氮不銹鋼的組織，改變晶粒的形態(tài)，減少孿晶

3、，還可以凈化鋼液。稀土元素的添加一定要適量，過少起不到一定的作用，過多會析出大量的夾雜物起到了相反的作用。
　　當試樣鋼的成分一定時，拉速在12μm/s~500μm/s范圍內(nèi)，隨著拉速的增加， Cr-Mn-N不銹鋼的定向凝固組織由單一奧氏體組織轉變?yōu)樯倭胯F素體和奧氏體混合組織。凝固模式的轉變?yōu)锳凝固模式→AF凝固模式。當拉速一定時，稀土鈰含量在0%~0.067%范圍內(nèi)，隨著稀土鈰含量的增加，Cr-Mn-N不銹鋼的初始過渡區(qū)凝固組織

4、由胞狀轉變?yōu)闃渲?，組織更加細小均勻。Cr-Mn-N不銹鋼在定向凝固的過程中，在成分相同時，12μm/s是胞狀組織，隨著拉速的增加胞狀組織向枝晶狀轉變，當拉速為12μm/s時，隨著稀土元素鈰的增加，組織中的胞狀向枝晶狀在轉變。
　　當抽拉速率的一定的時候，在不加稀土的1#試樣中Cr元素的平衡分配系數(shù)小于1，而Mn和Ni元素的平衡分配系數(shù)接近1。隨著稀土Ce的增加Cr元素的平衡分配系數(shù)增加，而Mn和Ni的平衡分配系數(shù)減小。在不加稀土

5、的1#試樣中Cr元素在固-液界面上聚集。而Mn呈減小的趨勢，Ni的變化很小。當稀土含量為0.002%時，相比1#試樣， Cr在固-液界面上聚集， Mn元素減小， Ni元素的變化不是很大。當稀土含量增加到0.067%在固-液界面Cr含量減小，而Mn和Ni元素增加。
　　當試樣成分相同時，抽拉速率從12um/s增加到120um/s時，鐵素體的含量增加。當增加到500um/s時，鐵素體的含量減少。當抽拉速率相同的時候，在試樣中加入不同含