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稀土对含铜铁素体不锈钢中夹杂物的影响

袁广鹏  
【摘要】:在食品工业、餐饮服务业和家庭生活中,含铜铁素体不锈钢具有优良的抗菌性能和耐腐蚀性能、较低的生产成本,应用前景非常广阔。然而冶炼过程中产生的非金属夹杂物严重影响了含铜铁素体不锈钢的性能。稀土加入钢中有净化钢液、变质夹杂及微合金化等作用。研究发现,随着洁净钢冶炼技术的发展,稀土在洁净钢中的作用更加稳定而突出。因此,本论文尝试采用稀土处理含铜铁素体不锈钢,探讨稀土对含铜铁素体不锈钢中非金属夹杂物的影响作用规律,为含铜铁素体不锈钢的研制开发提供理论依据。 论文首先利用FactSage热力学软件,计算和分析了不同稀土类型及加入量条件下含铜铁素体不锈钢中夹杂物的析出与转变行为,然后通过“冶炼—锻造—轧制”工艺制备出不同稀土加入量的含铜铁素体不锈钢试样,利用金相显微镜、扫描电镜等测试手段,考察了稀土对其中非金属夹杂物数量、尺寸、分布、形貌及类型的影响,最后通过冲击实验和拉伸实验,研究了稀土对含铜铁素体不锈钢冲击韧性和强度的影响作用规律。 在本实验条件下,得出以下结论: 1.未添加稀土的含铜铁素体不锈钢中,非金属夹杂物多以不规则的块状和链状呈孤立分布,数量较少,颗粒较大;添加稀土后,非金属夹杂物数量增多,尺寸减小,多以规则的球状或椭球状均匀弥散分布。 2.未添加稀土的含铜铁素体不锈钢中非金属夹杂物为MnS和铝硅酸盐。随着稀土加入量的增大,MnS夹杂物将向稀土氧硫化物转变,A1203夹杂物将向稀土铝酸盐、稀土氧化物转变。 3.当稀土加入量为0.016wt.%时,MnS完全变质为稀土氧硫化物;当稀土加入量为0.064wt.%时,A1203完全变质为稀土氧化物。 4.微量的稀土可以改善含铜铁素体不锈钢的冲击韧性、抗拉强度和屈服强度。当稀土加入量为0.016wt.%时,含铜铁素体不锈钢的冲击功、抗拉强度和屈服强度均达到最大值,较未添加稀土时分别增加了58.7%、4.5%、12.5%。


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