稀土铈与16mn角钢中低熔点金属铅的作用

　　由于锡、砷、锑、铅、铋等低熔点杂质元素在常规炼钢中很难完全去除，且会随废钢的循环利用而不断累积增加，恶化了钢材的质量，成为制约新一代高强韧钢发展的瓶颈。铅与铁难以形成固溶体或化合物，易以球状偏聚于晶界，是16mn角钢在200～480℃产生脆性及焊缝产生裂纹的根源之一。稀土元素因其独特的电子壳层结构而赋予了特殊的化学活性，可与钢中残余杂质元素锡、砷、锑等作用形成高熔点金属间化合物，进而改善晶界和抑制局部弱化。稀土铈与铅在钢液中有一定的化学亲和力，能形成Ce-Pb球状夹杂物，在一定程度上改善和消除铅的有害作用。本文通过铈与铅在低碳钢试样中的熔渗试验，研究铈与铅在16mn角钢中的相互作用机理，为控制杂质元素铅在角钢中的危害提供依据。

　　实验所用的材料为低碳钢、稀土金属铈和低熔点金属铅粒，铈纯度>99.0%，铅纯度>99.9%)。按2∶3的质量比称取铈(Ce)和铅(Pb)分别为3.96g和8.79g，装入带有内螺纹的桶状低碳钢试样(φ外20mm×φ内10mm×55mm)中，用相同材质的螺柱封装后置于SRJK-2-9型管式真空电阻炉的中部，密封整个实验系统并抽真空。在氩气保护下以60℃/h的速度升温至900℃，保温400h，试样随炉冷却至室温时取出。

　　在本实验条件下，稀土元素铈与低熔点金属铅在16mn角钢中具有较强的化学亲和力，易形成CePb、Ce5Pb3高熔点金属间化合物，证实了用稀土元素改善及消除杂质元素铅对钢性能危害的可行性。

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