提高钢水中元素Ce收得率的方法

炼钢过程的钢水温度和成分的调整,可以通过加入各种炉料控制。通过对某特种钢的生产过程分析,对添加的稀土元素Ce收得率低且不稳定的原因进行分析。针对该问题进行设备改造,有效提高收得率和稳定性,提升了企业市场竞争力。

稀土元素Ce对新型616钢板组织和力学性能的影响

试验的含Ce新型616钢（/%：0.23~0.25C,0.73~0.78Si,1.64~1.70Mn,0.003~0.005S,0.016~0.020P,0.051~0.061 Ti,0.026~0.028Nb,0.0020~0.0030B,0~0.302Ce）由10 kg真空感应炉熔炼,轧成5 mm厚钢板,并经900℃水淬,600℃回火。通过万能试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜等实验仪器研究了钢中Ce含量对616钢板的组织及力学性能的影响。结果表明,当Ce含量在0.096%时,616钢板晶粒细化明显,钢中硫化物由长条状转变为球状,可提高钢板的抗拉强度和韧性,含0.096%Ce板的抗拉强度从未加稀土的681 MPa提高至779 MPa;再增加Ce含量,钢板进一步细化不明显,钢中夹杂物增多,当含Ce 0.302%时,钢板的抗拉强度降至712 MPa。

稀土元素Ce对K-52合金高温拉伸性能的影响

利用Gp-Ts20 000M热模拟机对添加稀土元素Ce的K-52奥氏体耐热钢在常温(25℃)、300℃、500℃和700℃下,以2 mm/min的拉伸速度进行拉伸试验。通过分析试样的宏观变形、力学性能变化曲线和断口形貌等,研究了稀土元素Ce对试验钢高温拉伸性能的影响,并分析其断裂机理。结果表明,随着拉伸温度的提高,金属有向塑性变形转变的趋势;试验钢中添加稀土元素Ce后,提高了合金的高温力学性能,其拉伸断口中的韧窝数量增多。与未添加稀土元素的合金相比,添加稀土元素Ce的K-52合金其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了5.37%、11.69%和22.82%。

稀土元素Ce对201不锈钢耐腐性的影响

实验以含不同量稀土元素Ce的201不锈钢为研究对象,经由冶炼、锻造、热处理,并用交流阻抗法测试其交流阻抗谱,以研究稀土元素Ce对201不锈钢耐蚀性的影响.经分析得出:在本实验范围内,当稀土Ce的质量分数为0.012%时,其耐蚀性最佳,且其耐蚀性随时间的延长呈先减小后增加的趋势.

稀土元素Ce对NiAl金属间化合物结构及力学性能的影响

基于密度泛函理论的第一原理方法,使用VASP代码包计算分析稀土元素Ce对金属间化合物NiAl结构及力学性能的影响。结果表明:Ce原子在NiAl中优先占据Al位;Ce掺杂后引起NiAl晶胞畸变,晶格常数增大。通过电荷密度图和态密度图分析,Ce与邻近的Ni、Al原子发生相互作用并存在轨道杂化成键。计算弹性常数、弹性模量等物理量,结果表明,Ce使得NiAl的硬度降低,刚性变弱,利用Pugh判据分析得出Ce能够改善NiAl的韧性。随着Ce掺杂浓度的增加,NiAl晶格常数增大的幅度提高,NiAl的韧性越好,但其硬度和刚性降低的幅度也越大。

稀土元素Ce对204Cu奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响

200 Cu奥氏体不锈钢（/%：0.125-0.131C,0.32-0.34Si,8.51-8.73Mn,0.002-0.006S,0.035-0.007P,16.40-16.64Cr,2.53-2.72Ni,2.33-2.38Cu,0.257-0.271N,0-0.064Ce）由10 kg真空感应炉熔炼,锻成25 mm×25 mm方坯,并进行1 150℃2 h水冷的固溶处理。利用重量法和电化学法的交流阻抗和极化曲线技术研究了0-0064%Ce对204Cu不锈钢在25℃3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响。结果表明,200Cu不锈钢中加入一定量的稀土元素Ce,200Cu不锈钢的阳极极化电位值正移,降低腐蚀电流密度,增加极化电阻,可以显著提高其耐腐蚀性能,当向钢中加入0.029%Ce时,204Cu不锈钢可以获得最佳的耐腐蚀性能。

稀土元素Ce对铸态Cu-Si-Ni合金组织与性能的影响

研究了稀土元素Ce的不同加入量对铸态Cu-Si-Ni合金电导率、硬度和组织的影响。研究结果表明:稀土元素Ce能净化铜基体、细化晶粒、提高Cu-Si-Ni合金的电导率及硬度,当稀土元素Ce的加入量为0.06%时Cu-Si-Ni合金的电导率和硬度最高。

稀土元素Ce对ZM21镁合金组织和力学性能的影响

通过传统的半连续铸造方法制备了Mg-2Zn-Mn-xCe(x=0,0.1,0.3,0.7,质量分数,%)合金。采用金相观察、XRD、扫描电镜、断口分析以及室温拉伸试验研究了Ce加入量对铸态和挤压态的ZM21镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着Ce含量的增加,铸态ZM21+xCe合金中,聚集在枝晶间隙的Mg-Ce相和Mg-Zn相逐渐增多,最终形成连续的网状结构;在热挤压过程中,大部分含Ce第二相被压碎,弥散分布在基体中。随着Ce含量的增加,铸态合金的强度和塑性都先下降后上升;经挤压后,合金的强度和伸长率都得到大幅度提高,尤其是添加0.57%的Ce后,伸长率达到24%。

稀土元素Ce、La、Y对5182铝合金组织的影响

在5182铝合金中分别加入质量分数为0.1%、0.2%、0.3%的Ce、La和Y稀土元素,用金相显微镜观察研究不同稀土元素以及其不同含量对5182铝合金铸态晶粒尺寸和析出相形貌的影响。结果表明,在5182铝合金中添加一定量的稀土Ce能使合金的第二相得到了很大程度的细化并且呈弥散分布;而在稀土La的作用下,5182铝合金中的第二相出现了球化现象;在5182铝合金中添加稀土Y的变质效果较添加等量Ce或La的要差一些。

稀土元素Ce对挤压态Mg-0.3Al-0.2Ca-0.5Mn合金板材体织构及力学各向异性的影响

针对Mg-0.3Al-0.2Ca-0.5Mn合金在热挤压过程中容易形成对称性差的强基面织构从而导致力学性能各向异性的问题,本工作通过稀土元素Ce合金化的方法优化其基面织构进而改善材料的力学性能。利用中子衍射技术,结合SEM和EBSD等微观测试手段,研究稀土元素Ce对Mg-0.3Al-0.2Ca-0.5Mn挤压态镁合金板材的微观组织、体织构和力学各向异性的影响。结果表明,随着Ce含量的增加,挤压态镁合金板材中的第二相颗粒逐渐从A_(l8)Mn_(5)转变为A_(l8)Mn_(4)Ce和Al_(11)Ce_(3),且第二相颗粒数量明显增多。0.05%Ce(质量分数)的添加并未明显改变合金板材的基面织构,而添加0.5%Ce后合金板材沿着挤压方向(ED)的双峰基面织构向双峰非基面织构转变,同时沿横向(TD)分布的丝织构组分明显减少,从而使得沿着ED和TD的拉伸屈服强度比值接近于1,合金板材各向异性显著降低。

稀土元素Ce及热处理工艺对27wt%Co--Fe合金冲击韧性的影响

要本文通过夏比冲击试验机、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线残余应力检测仪对27wt%Co-Fe在不同热处理工艺下的冲击韧性、断口、显微组织和残余应力进行了系统研究。在27wt%Co-Fe合金中添加0.03wt%的Ce元素后,锻造合金的冲击功由1.2J提高到50J以上,冲击断口由脆性断裂转变为韧性断裂,微裂纹和微空洞减少。Ce的添加使27wt%Co-Fe合金晶粒细化、均匀化,Ce含量为0.03wt%时,晶粒尺寸由20.2um细化至12.9um,随Ce含量的进一步增加,晶粒细化趋势减小。淬火温度为700℃~750℃时,C27(27wt%Co-Fe)、C27R1(27wt%Co-Fe-0.03wt%Ce)和C27R2(27wt%Co-Fe-0.06wt%Ce)的冲击功分别提高至50J以上。将C27R2在800℃下保温2h水淬后,在300℃下分别回火2h、4h和8h,随回火时间由2h延长至8h,C27R2的残余应力由547MPa降低至281MPa,冲击功由2.5J增加至78J。

Ce变质铸造汽车用AZ61镁合金的组织与力学性能

对AZ61镁合金进行了不同Ce添加量的变质铸造试验,通过OM、硬度测试、拉伸试验等手段研究了Ce变质处理对AZ61镁合金组织与力学性能的影响。结果表明:未变质的AZ61镁合金铸态组织由α-Mg相和粗大网状β-Mg17Al12相组成。随着Ce加入量的增加,AZ61镁合金中β-Mg17Al12相析出量逐渐减少,稀土相逐渐增多,β-Mg17Al12相由连续粗大网状逐渐转变为颗粒状,Ce添加量1.0wt%的AZ61镁合金中β-Mg17Al12相最为细小。与未变质的AZ61镁合金相比,经Ce变质的AZ61镁合金的硬度、抗拉强度和伸长率均有了明显提高。随着Ce加入量的增加,AZ61镁合金的硬度、抗拉强度和伸长率均先升高后降低,Ce添加量1.0wt%的AZ61镁合金的力学性能最佳。

Ce含量和T6热处理对Al-0.3Fe-0.1Si合金组织与性能的影响

研究了稀土元素Ce和T6热处理工艺对Al-0.3Fe-0.1Si合金组织和性能的影响。结果表明,添加适量的稀土Ce和T6热处理均可抑制晶粒长大,并有效细化Al-0.3Fe-0.1Si合金的晶粒尺寸。当稀土Ce的加入量为0.2%时,铸态合金的抗拉强度为81.7 MPa,比加入量为0.1%时提高了10.7%。稀土Ce的加入量为0.3%时,T6态合金的电导率为58.13%IACS,比铸态合金提高了2.3%。热处理前后的Al-0.3Fe-0.1Si-0.1Ce合金与Al-0.3Fe-0.1Si-0.3Ce合金的电导率接近。当稀土Ce的加入量为0.1%~0.2%时Al-0.3Fe-0.1Si合金获得较好的综合性能。本研究的结果可为导电Al-0.3Fe-0.1Si合金制备提供理论和试验参考。

稀土Ce元素对Sn—Zn—Bi—Ag—Al无铅钎料性能的影响

为了改善Sn-9Zn-4Bi-0.5Ag-0.05Al无铅钎料的综合性能,文中通过添加稀土元素Ce,研究了Ce元素对无铅钎料的润湿性能、抗剪强度以及熔点的影响。结果表明,稀土Ce元素的加入明显改善了钎料的润湿性能。当Ce的添加量为0.05wt%时,润湿性能最佳,钎焊接头的抗剪切强度也有明显提高,但随着稀土Ce元素的加入量逐渐增多,抗剪切强度呈下降趋势。差热分析表明,添加Ce元素后,钎料的熔点降低了1℃左右。

稀土元素La和Ce对铸态纯铜组织与性能的影响

主要研究了La和Ce的不同加入量对铸态纯铜电导率、硬度和组织的影响。研究发现稀土元素La和Ce能净化纯铜的基体、细化晶粒、提高纯铜的电导率。试验结果表明,稀土元素La和Ce的加入量分别在0.04%和0.02%时铸态纯铜电导率最高,在0.08%和0.06%时硬度最高。

稀土元素La和Ce对纯铜性能的影响

以中间合金的方式在纯铜中加入不同量稀土元素La和Ce,机械加工成统一尺寸试样后,测试其导电性、强度和硬度。结果表明,稀土添加剂能起到净化基体和细化晶粒作用,改善纯铜的导电性,提高纯铜的强度、硬度。考虑试样的综合性能,得出La和Ce的最佳加入量均为0.02%。通过研究稀土元素对纯铜性能的影响,旨在对高强高导铜合金的进一步研究打下基础。

磁控溅射(AlCrNbTiVCe)N涂层的高温摩擦学机理

高熵合金涂层作为航空发动机轴承防护涂层有重大的潜在应用价值,鉴于其服役环境日益严苛复杂,进一步提高涂层的高温摩擦学性能是十分必要的。通过非平衡射频磁控溅射技术制备含Ce元素的(AlCrNbTiVCe)N涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)表征涂层磨损后的微观形貌、物相和价态,用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的力学性能和摩擦学性能,探讨Ce对涂层微观结构、高温稳定性和摩擦磨损的影响与机制。结果表明,(AlCrNbTiVCe)N涂层主要由多元金属氮化物和单质Ce相组成。引入Ce元素改善了涂层组织结构,提高了高温抗软化能力,有助于涂层摩擦磨损性能的改善。与不含Ce的涂层相比,500℃下(AlCrNbTiVCe)N涂层的摩擦因数和磨损率分别下降27.5%和45.6%,其氧化磨损占主要磨损机制。该涂层高温摩擦学性能的提升主要是由于高温摩擦过程中涂层表面生成了氧化铈,增强了高温稳定性;氧化铈具有润滑特性,起到了减磨耐磨作用。在磁控溅射制备高熵涂层中,引入稀土元素,可为提高涂层高温摩擦学性能的提供借鉴。

稀土Ce元素对钢中夹杂物变质的影响

通过FactSage热力学计算,分析了稀土Ce元素对钢中夹杂物生成顺序及夹杂物变质的影响,利用扫描电镜和能谱仪（SEM-EDS）等对其物相进行表征分析。结果表明,加入稀土Ce元素后,钢中可能生成夹杂物的热力学排列顺序为CeAlO_3〉Al_2O_3〉CeO_2〉Ce_2O_3〉MnS。稀土Ce元素对硫、氧夹杂物的形态和尺寸起到了一定的变质作用,在钢基体中呈现弥散球状化,把近一半数量的夹杂物粒径控制在2～3μm。使钢材性能得到了提高。

微量Ce元素对42CrMo易切削钢切削性能的影响

利用扫描电镜、能谱仪、质量分析仪和车削加工等实验方法,对比分析稀土Ce元素对42CrMo易切削钢夹杂物和切削性能的影响。结果表明:Ce元素具有显著的变质夹杂作用,加入0.013%Ce元素后,42CrMo钢中夹杂物类型由MnS和Al_(2)O_(3)为主转变为以Ce_(2)S_(3)为主,夹杂物数量增多,尺寸减小,具有较小的长径比;细小颗粒状稀土硫化物促进了切削裂纹扩展和显微空洞形成,切屑由以平螺旋屑为主转变为以C形屑为主,切削性能得到明显改善。

氮气保护对Sn-Cu-Ni-Ce无铅钎料润湿性的影响

基于润湿平衡原理测定了不同温度与不同气氛下Sn-Cu-Ni-Ce钎料在Cu基板上的润湿行为，研究了气氛、温度以及微量稀土元素Ce对其润湿性能的影响。结果表明。采用氮气保护时，Cu基板表面张力提高，钎料表面张力降低，润湿时间缩短了20％～50％，润湿力也显著提高；温度升高使Sn-Cu-Ni-Ce钎料的表面张力减小，显著缩短了钎料在Cu基板上的润湿时间；稀土元素Ce可显著降低熔融钎料的表面张力和钎料，基板间的界面张力，从而使Sn-Cu-Ni-Ce钎料的润湿性能较Sn-Cu-Ni钎料有了显著的改善。