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钢中钛元素在脱氧完全的情况下,能与钢中的氮元素和碳元素结合,形成钛的碳化物、钛的氮化物或钛的碳氮化物,起到晶粒细化和析出强化的作用。钢中加入的稀土元素有微合金化、净化钢液等作用。结合钛元素和稀土元素在钢中作用,在钢中同时加入这两种元素,研究稀土Ce对钢中钛化物析出的影响。 首先,通过热力学平衡计算研究稀土Ce对钢中钛化物析出情况的影响,在1600~800℃下进行热力学平衡计算,计算结果表明:通过Factsage软件计算得出稀土Ce的加入改变了钢中钛化物的存在状态。未加入稀土时,钛在钢中以钛的碳化物、氮化物、氧化物、硫化物、硫碳化物等形式存在,加入稀土Ce后,钛以面心立方的金属钛、碳化钛和氮化钛的形式析出。 热力学计算还得出,未加入稀土Ce时,TiN的最大析出量为0.013%,TiC的最大析出量为0.054%,金属钛的最大析出量为0.005%;稀土Ce的加入,使TiN的最大析出量增加了53.85%,TiC的最大析出量增加了1.96倍,TiC的开始析出温度由未加稀土的1460℃变为1450℃,开始析出温度降低了10℃,Ti的最大析出量增加了3倍,Ti的开始析出温度由未加稀土的1455℃变为1440℃,降低了15℃。 然后,对与热力学计算中成分相同的实验钢的铸态和轧制态钢样中析出的钛化物数量、大小等进行统计分析。应用扫描电镜在500倍下观察未加入稀土Ce的铸态钢试样,钛化物析出数量为47.44个,平均粒径为3.75μm;加入50ppm稀土Ce后钛化物析出数量增加了42.98%,平均粒径为3.78μm;加入100ppm稀土Ce,钛化物析出比例增加了87.61%,平均粒径为3.27μm。 钢在轧制后,未加入稀土铈时,析出的钛化物的平均粒径为2.88μm,钛化物的析出数量为73.82个;钢中加入50ppm稀土Ce与未加入稀土Ce时相比,析出的钛化物的平均粒径减小了9.72%,钛化物的析出数量增加了63.03%;加入100ppm稀土Ce的钢与未加入稀土Ce的钢相比,析出的钛化物平均粒径减少了30.90%,钛化物的析出数量增加了1.04倍。