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稀土铈与20cr无缝钢管中低熔点金属铅的作用

发表时间:2018/7/9 16:18:55 【   

稀土铈与20cr无缝钢管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20cr无缝钢管炼制中很难完全去除,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20cr无缝钢管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,研究铈与铅在钢中的相互作用机理,为控制杂质元素铅在20cr无缝钢管中的危害提供依据。

  实验所用的材料为20cr无缝钢管、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20cr无缝钢管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20cr无缝钢管性能危害的可行性。


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