本课题以21CrMo10管模钢为研究对象,添加不同含量的稀土Ce,探究了稀土Ce对钢的组织、夹杂物、力学性能和热疲劳性能的影响。本文通过实验分析及热力学计算,取得如下研究结果:（1）未加铈钢中主要以尺寸5¹0μm,形状不规则的Al₂O₃和MnS夹杂物为主,铈将钢中夹杂物变质为Ce₂O₂S和CeAlO₃。铈含量为0.014%时,小于5μm夹杂物的比例最高。当铈含量为0.044%时,钢中的脱氧率和脱硫率分别达到了54.5%和35.8%,铈的加入起到明显的脱氧、脱硫的作用。（2）稀土夹杂物的热力学计算结果表明,在1873 K下,钢中主要以Ce₂O₂S和CeAlO₃夹杂物的析出为主。在21CrMo10钢中加入铈会发生CeAlO₃向Ce₂O₂S的转化,钢中存在Ce₂O₂S和CeAlO₃共存的现象,热力学计算结果与扫描电镜观察结果相吻合。（3）通过对钢铸态显微组织的观察,发现铈的加入能够改善钢的显微组织,铈含量0.014%时晶粒细化最为明显。铈的加入抑制了钢900℃、1000℃下奥氏体的晶粒长大,当铈含量为0.044%时,对钢奥氏体晶粒长大的抑制效果更为明显。（4）铈的加入明显提高钢的室温拉伸和冲击性能。铈含量0.014%时,屈服强度、抗拉强度、冲击功分别达到773 MPa、879 MPa、223 J,比未加铈钢分别提高了7.8%、7.2%、16.15%,伸长率和断面收缩率比未加铈钢分别提高了2%和4%。（5）在635℃、670℃、730℃、760℃回火后,0.014%铈含量试样的硬度、屈服强度、抗拉强度、冲击功均比未加铈试样有较大的提高。随回火温度的增加钢中碳化物的数量增加尺寸增大。铈的加入抑制了回火碳化物的长大,降低了碳化物的尺寸,增加了碳化物在钢中的弥散度。（6）650℃热疲劳循环实验结果表明,铈含量为0.014%时,主裂纹的扩展速率和硬度衰减率分别比未加铈钢降低了20%和10.6%,铈的加入明显提高钢的热疲劳性能。