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随着用户对钢材质量要求的日益提高。设法降低钢中的有害元素、提高钢的纯净度已成为必然。稀土在冶金工业中的应用,尤其是在钢中的应用是一个古老而新兴的课题。稀土在钢中的作用主要表现在三个方面,即净化钢中的有害杂质、变质钢中的夹杂物和微合金化。
本实验针对废钢的循环使用过程中,在常规的炼钢工艺中不能有效去除诸如锡等低熔点金属的问题,模拟理想条件下通过加入适量稀土金属铈,来降低和消除低氧、低硫钢中残余元素锡对钢高温性能危害的可行性。通过实验,得到以下结论:1.采用Miedema二元生成热模型估算了铈和锡作用形成化合物的生成热,用晶体离子熵公式计算熵变,从而获得了稀土铈和锡反应的标准生成自由能,从热力学上证明了稀土铈和钢中低熔点金属锡反应是可能的;2.应用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针等手段对高温熔渗试样进行定性和半定量分析,确定在本实验条件下,稀土铈能够和金属锡相互作用生成高熔点化合物CesSn3,低熔点金属Sn在熔渗层内不是均匀分布,该元素主要集中在第二相相点处,并和稀土元素Ce结合成高熔点化合物Ce5Sn3;3.根据实验结果对稀土铈渗到钢中的机制及其动力学进行了探讨,认为稀土元素可通过空位机制进行扩散,占据铁的点阵节点,在晶内形成置换固溶体,稀土元素渗入钢表层是完全的,并计算出在1123K时稀土铈的扩散系数为:D。e=3.8×10-14m2/s。