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钢中析出的TiC、TiN、Ti4C2S2可以起到晶粒细化、析出强化、改善钢材韧性的各向异性、提高钢材抗腐蚀性能以及消除回火脆性等作用。稀土在钢中可以起到净化钢液、微合金化、变质夹杂物形貌、尺寸和成分的作用。因为钢中存在的Ti(C,N)夹杂具有尖利的棱角,不易变形,经轧制与热处理也不会消失,这对钢材的疲劳性能和韧性都是不利的。所以向钢中加入稀土铈研究稀土对含钛夹杂物形貌、成分的影响。首先,通过热力学平衡计算研究稀土对钢中含钛夹杂物析出情况的影响,在8001600℃下进行热力学平衡计算。未加入稀土铈时,含钛夹杂物以FCC#2(Ti(C,N))、Ti4C2S2、Ti3O5形式析出,加入稀土后含钛夹杂物以FCC#2、Ti2O3(稀土加入量为100ppm时才开始出现)Ti3O5、Ti4C2S2形式析出。随着稀土添加量的增加,Ti3O5、Ti4C2S2、Ti2O3析出数量逐渐减少,FCC#2析出数量逐渐增多。钢中稀土夹杂物的析出形式没有变化,均为稀土氧化物和稀土硫氧化物。铸态钢通过扫描电镜分析可得钢中不添加稀土元素时,含钛夹杂物具有坚硬性的棱角和规则性的形状,且尺寸较大。加入50ppm稀土Ce,观察到含钛夹杂物的平均尺寸有所减小,但是形貌仍为规则方形。加入100ppm稀土Ce,含钛夹杂物的形貌发生改变,开始出现较为光滑的曲面。加入150ppm稀土Ce,含钛夹杂物的形貌上也出现光滑曲面,中间光亮部分为含稀土夹杂物,外层包覆含钛夹杂物。加入200ppm稀土Ce,夹杂物为TiC-CeAlO3复合夹杂,并且测得的复合夹杂物尺寸相对较小,规则立方形状的尖锐性棱角转变为光滑椭圆形状。对铸态钢中含钛夹杂物的数量、大小等进行统计分析,钢中含钛夹杂物析出数量随稀土加入量的增加而增多,并且含钛夹杂物的平均尺寸逐渐减小,小尺寸的含钛夹杂物数量也是递增的。铸态钢经过电解后得到完整含钛夹杂物,当添加稀土铈为0ppm时含钛夹杂物为典型的立方体形貌,尺寸较大。向钢中添加50ppm稀土铈Ce,含钛夹杂物仍然为立方体形态但是尺寸相对于不加入稀土的含钛夹杂物是有所减小。当添加100ppm稀土铈时,含钛夹杂物部分棱角开始消失,形貌也向椭圆形转变。当稀土铈添加量为150ppm时,其含钛夹杂物转变为类球形,坚硬性棱角基本消除,尺寸减小。当稀土添加量为200ppm时,含钛夹杂物转变为球形夹杂物,并且尺寸小,铝酸铈作为其形核核心外层包覆含钛夹杂物。