论文部分内容阅读
为提高建筑用钢的综合性能,达到减少钢材用量、节约钢材之目的,研究开发新型的高强度建筑用钢已成为重要的研究内容。本论文以改善建筑用钢的微观组织和提高其力学性能为目标,研究了微量Ce元素对建筑用钢显微组织和力学性能的影响。本研究通过添加适量Ce元素,在中频真空感应炉中熔炼制备了含不同微量Ce的0.23C-0.36Si-0.56Mn钢样,为开发建筑用钢新钢种、提高钢材强韧性和拓展稀土元素在钢中的应用范围提供基础实验数据。作为冶金基础研究的一部分,本研究主要完成了以下内容:(1)通过热力学计算,确定钢中稀土夹杂物生成的热力学条件;(2)在真空感应熔炼炉中熔炼、浇注,制备三组含不同微量Ce的试样;(3)通过化学成分检测,金相和SEM观察及EDS分析,表征试样微观组织和非金属夹杂物随Ce含量的变化;(4)通过静态拉伸、冲击实验和动态冲击实验研究试样力学性能随Ce含量的变化;(5)分析探讨Ce元素影响该钢种化学成分、微观组织和力学性能的作用机理。通过试验研究,得出以下研究结论:1.稀土Ce能够深度净化钢液,当Ce含量为0.01%时,钢中O、S含量分别降低了 52%和57%,夹杂物面积分数减少了 51.7%。2.钢中Ce含量在0-0.010%时,铁素体晶粒尺寸明显减小,由19.65μm减小到9.65μm,减小率为50.9%。3.钢中Ce含量为0.010%时,大部分10μm左右带尖角的A1203夹杂和条状MnS夹杂分别变为1μm左右球形的86.72%Al2O3-13.28%Ce2O3复合氧化物和Mn(Ce)S夹杂物。夹杂物尺寸显著减小,形态得到显著改善。4.钢中Ce含量为0.010%时,与不加Ce的试样相比,抗拉强度和屈服强度分别提高16.95%和20.81%,冲击功提高91.94%,断后延伸率略有降低,但超过HRB400国标要求。5.在相同应变率1000s-1下,钢中Ce含量为0.010%时,与不加Ce的试样相比,动态屈服强度提高了 180MPa。