钢中稀土铈与砷相互作用研究

Fe基体中稀土元素Ce与Pb的相互作用通过熔炼实验研究了在Fe基体中Ce与Pb的相互作用，EPMA分析和金属的化学键理论表明，Ce对Pb在Fe基体中的分布有控制作用，并可生成Ce-Pb 高熔点金属间化合物CePb，改善杂质元素Pb对钢性能的危害。

采用Miedema 模型计算，从热力学上证明了实验分析结果。

标签：铈；铅；相互作用随着钢材需求量的不断加大，以废钢为主要原料的短流程炼钢被普遍看好。

但在废钢的循环使用过程中，不可避免地将铅等低熔点金属带入到炼钢炉中。

由于这些金属的氧化位比铁低，在常规的炼钢工艺中不能有效去除，且易在晶界富集，恶化钢的质量，使钢材发生表面裂纹、热处理回火脆性，以及高温持久强度和抗应力腐蚀强度明显下降等问题。

因此，对钢中低熔点金属元素含量的控制及去除问题成为新的研究热点。

稀土元素几乎是唯一能与钢中Pb、Sn等有害元素化合的元素，这是因为稀土元素因电子结构特殊而具有极强的化学活性。

本文通过熔炼实验，采用EPMA 分析和金属的化学键理论研究Fe基体中铈与铅的相互作用，为降低Pb对钢的危害提供依据。

1 实验材料与方法1.1 实验材料实验材料有低杂质、低合金元素的工业纯铁，铈和铅粒，其化学成分及含量分别见表1，表2和表3。

1.2 实验方法实验在ZG-001型真空感应熔炼炉上进行。

用细砂纸打磨工业纯铁试样，去掉表层氧化皮，装入刚玉坩埚后放在炉腔的石墨坩埚内。

密封装置抽真空，当真空度≤1.0×102Pa时通电加热，同时通入氩气作为保护气体。

当工业纯铁试样全部熔融后，使用旋转合金料斗把铈和铅通过送料口加入熔池中，同时减小氩气的流量，以防流通的氩气带走过多的铅蒸气。

熔炼2分钟后断电，试样先随炉冷却，表面稍有凝固后将刚玉坩埚和试样放入事先准备好的盐浴中进行淬冷直至完全冷却。

整个实验过程中，温度控制在≤1923K。

将熔炼试样切割成15mm×15mm×15mm左右的正方体，粗磨、细磨、抛光成金相试样，经电子探针（EPMA）和热力学计算，分析试样中不同组织的微区成分及物相组成。

钢中稀土铈与低熔点金属锡的作用规律研究的开题报告
一、研究背景和意义
稀土铈是钢中的一种重要添加剂，可以有效地改善钢铸件的力学性能、耐蚀性和抗热性能。

而低熔点金属锡也被广泛应用于钢的冶炼中，它可以提高钢水的流动性和
润滑性，使钢的锻造和浇铸工艺更加容易。

因此，研究钢中稀土铈与低熔点金属锡的
作用规律，对于深入理解钢的结构和性能变化机理，探索钢的优化配方具有重要意义。

二、研究内容和方案
1.研究目的
本研究的主要目的是探究钢中稀土铈与低熔点金属锡的相互作用规律，研究它们对钢的微观组织和力学性能的影响，为钢的合理配方和制备提供参考依据。

2.研究手段和方法
（1）组织钢样并加入稀土铈和低熔点金属锡
选取标准的钢材进行加工和制备，根据不同比例加入稀土铈和低熔点金属锡，探究它们的相互作用规律。

（2）对钢样进行物理和力学性能测试
使用金相显微镜、扫描电镜等物理分析手段对钢样的微观组织进行分析，并进行拉伸、压缩等力学性能测试。

3.预期成果
（1）探究钢中稀土铈与低熔点金属锡的相互作用规律；
（2）系统地研究它们对钢的微观组织和力学性能的影响；
（3）为钢的合理配方和制备提供参考依据。

三、研究进展和计划
目前已经进行了实验组织和样品的制备，并开始进行物理和力学性能测试。

下一步计划是根据实验结果进行分析和总结，撰写研究报告，并在国内相关刊物上发表研
究成果。

冶金技术新进展结课论文姓名：王旭学号： 200735826稀土以及稀土在钢中的应用1. 稀土和稀土的生产分离1.1稀土由来稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素(Rare Earth)。

简称稀土(RE或R)。

1.2 稀土分类通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。

也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。

1.3 稀土的生产与分离稀土市场是一个多元化的市场，它不只是一个产品，而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属，均具有多种多样的用途。

加上相关的化合物和混合物，产品不计其数。

首先从最初的矿石开采起，我们逐一介绍稀土的分离方法和冶炼过程。

1.3.1稀土选矿选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异，采用不同的选矿方法，借助不同的选矿工艺，不同的选矿设备，把矿石中的有用矿物富集起来，除去有害杂质，并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。

当前我国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中，稀土氧化物含量只有百分之几，甚至有的更低，为了满足冶炼的生产要求，在冶炼前经选矿，将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开，以提高稀土氧化物的含量，得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。

稀土矿的选矿一般采用浮选法，并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。

1.3.2稀土冶炼方法土冶炼方法有两种，即湿法冶金和火法冶金。

钢中稀土加入工艺技术研究与应用稀土元素根据他们性质上差异和分离工艺的要求一般分为轻稀土和重稀土两组，其中镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕为轻稀土。

稀土元素是典型的金属元素，它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属，比其他金属元素都活泼，可与多种元素化合，且稀土金属的燃点很低，如铈165℃，钕270℃，极易与氧起反应。

所有的稀土金属能在180℃-200℃的空气中被氧化成RE203型氧化物，稀土氧化物的熔点都很高，生成自由能负值很大，说明它们都是很稳定的化合物。

由于稀土元素的特殊性质，决定了稀土的用途。

钢铁工业中应用的主要是稀土硅铁合金(含轻稀土混合金属20％-45％)，稀土硅铁镁合金(稀土金属6％-25％，镁7％-12％)，重稀土硅铁合金(含钇类混合稀土60％以上)。

混合稀土金属(含轻稀土95％以上)，富铈或镧的稀土硅铁合金(Ce占70％或La占50％以上)。

其中炼钢生产中最常用的有两种，一是稀土合金，块状稀土硅铁合金，以前用于大包投入，大包压入，粉状一般用于大包内喷粉、模铸中注管喷粉等方法加入钢中；二是混合稀土金属，制成丝(φmm-φmm)或棒(≥φmm)，丝用于钢包、中注管或连铸结晶器，使用喂丝机喂入钢中，棒采用模内吊挂的方法熔入钢中。

稀土金属包芯线作为线性添加材料的新品种，由于喂丝技术在炼钢生产中的广泛应用，必将得到进一步的发展。

1 稀土在钢中的作用机理1.1 微合金化作用1.1.1 合金化作用稀土加入钢中主要起脱氧、脱硫和变质夹杂的作用，反应产物主要是稀土夹杂物。

随着稀土加入量的增加，完成脱氧、脱硫和变质夹杂作用后富裕的稀土会固溶在钢中，其固溶量可达到10-5～10-4数量级，这部分稀土将起到合金化的作用。

稀土微合金化有净化晶界和固溶强化的作用，同时可改善铸态组织、缩短柱状晶、减轻枝晶偏析。

稀土使铁素体量增大，带状组织改善，细化晶粒、抑制高温晶粒长大及晶界腐蚀。

稀土与碳、氮、氢及铌、钒、钛等微合金元素有交互作用，影响钢的相变点及组织，抑制钢的氢脆，促进铌、钒、钛沉淀相在铁素体中细化、弥散析出，细化晶粒，增大沉淀强化效果。

稀土在钢中的应用朱兆顺张建武钢集团鄂钢公司技术部，湖北省鄂州市 436002摘要：本文简要的分析了稀土在钢铁冶金中的应用。

用稀土这个高技术材料来强化和提升钢铁传统产业，在低合金钢、合金钢中加入微量稀土，提高钢质增强国际竞争力，把稀土的资源优势转化为钢材的品种优势和经济优势，具有十分重大的意义。

关键字：稀土，微合金化，弥散硬化，稀土铌重轨1.稀土的分类根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征，十七种稀土元素通常分为二组。

轻稀土（又称铈组）包括：镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)。

重稀土（又称钇组）包括：铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钇(Y)。

2.稀土金属的某些物理特性表1元素原子量离子半径(埃)密度(克/厘3)熔度(℃)沸点(℃）氧化物熔点(℃)比电阻欧姆厘米106R3+离子磁矩(波尔磁子)La 138.92 1.22 6.19 9205 4230 2315 56.8 0.00 Ce 140.13 1.18 6.768 8045 2930 1950 75.3 2.56Pr 140.92 1.16 6.769 9355 3020 2500 68.0 3.62 Nd 144.27 1.15 7.007 10245 3180 2270 64.3 3.68 Pm 147.00 1.14 －－－－－ 2.83 Sm 150.35 1.13 7.504 10525 1630 2350 88.0 1.55～1.65 Eu 152.00 1.13 5.166 82610 1490 2050 81.3 3.40～3.50 Gd 157.26 1.11 7.868 135020 2730 2350 140.5 7.94Tb 158.93 1.09 8.253 1336 2530 2387 －9.7Dy 162.51 1.07 8.565 148520 2330 2340 56.0 10.6 Ho 164.94 1.05 8.799 1490 2330 2360 87.0 10.6Er 167.27 1.04 9.058 1500～1550 2630 2355 107.0 9.6Tm 168.94 1.04 9.318 1500～1600 2130 2400 79.0 7.6Yb 173.04 1.00 6.959 8245 1530 2346 27.0 4.5Lu 174.99 0.99 9.849 1650～1750 1930 2400 79.0 0.00Sc 44.97 0.83 2.995 1550～1600 2750 －－－Y 88.92 1.06 4.472 1552 3030 2680 －－3.稀土的用途由于稀土元素的特殊性质，决定了稀土的用途。

钢中稀土铈与砷相互作用研究刘永华;张金柱【摘要】利用中频真空感应熔炼炉、金相显微镜、电子探针等实验设备,研究了稀土元素铈与砷在钢中的相互作用.结果表明,在钢中铈、砷含量较高的条件下,铸态试样中铈可与铁生成金属间化合物Ce2Fe17,随机分布于铁基中,铈、砷和铁三种元素能发生交互作用,铈对砷在铁中的分布有固定作用.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】3页(P87-88,90)【关键词】铈;砷;Ce-As化合物【作者】刘永华;张金柱【作者单位】贵州大学,材料与冶金学院,贵州,贵阳,550003;贵州大学,材料与冶金学院,贵州,贵阳,550003【正文语种】中文【中图分类】TG142.1我国南方的一些矿石中含有一定量的砷,矿石中的砷在高炉炼铁过程中全部被还原而进入铁水,炼钢过程中砷仍然留在钢内[1-2]。

多数情况下,砷是钢中的有害元素,限制钢中的砷含量是保证钢材性能的重要条件之一。

砷对钢的危害主要集中在以下两个方面:1)砷在钢中的表面富集倾向。

砷的表面富集使钢(特别是表层)热塑性急剧降低,在钢加工受力时极易开裂[3];2)砷在钢中的偏析。

砷在钢中常以Fe2 As、Fe3 As2、FeAs及固溶体形式存在,易发生偏析现象[4-5]。

稀土元素与钢铁中的有害杂质氧、硫、磷以及某些低熔点金属元素有较强的亲和力,常用来净化钢液。

本文根据稀土元素铈能与低熔点金属砷生成铈砷化合物的热力学性质[6-8],在H08钢中添加一定含量的稀土金属铈和低熔点金属砷,利用中频真空感应熔炼炉、金相显微镜、电子探针等实验设备对稀土铈与低熔点金属砷的相互作用进行了研究。

1 实验条件及方法实验材料H08钢的化学成分为(质量分数,%):0.3～0.55Mn,0.1C,0.03Si,0.2Cr,0.03Ni,0.02S,0.02P。

稀土铈的纯度＞99.5%,低熔点金属砷的纯度＞99.9%。

将装有H08钢的刚玉坩埚放入ZG-001型中频真空感应炉内熔炼,由于砷在真空环境下挥发严重,采取敞口熔炼的方式。

稀土元素在钢中的作用一，概述一般所说的稀土元素，是指元素周期表中原子序数为57-71的镧系元素。

由于这些元素大都在矿石中共生的，而且化学性质也很相似，所以归为一类，在钢号中均用“R”表示。

稀土元素的外层电子结构相同，所以它们的化学性能极为相似，不易用一般的化学方法分离。

但其内层的电子结构不同，以致在物理性能方面引起一定的差异，而有其各自的特性。

稀土元素是很好的钢中脱硫去气剂；可用于清除其它如砷、锑、铋等有害杂质；可以改变钢中夹杂物的形状和分布情况，从而改善钢的质量。

稀土元素加入高合金的不锈耐热钢和电热合金中，可以改善钢和合金的铸态组织，从而改善其热加工性能并提高其使用寿命。

二，稀土元素对钢的组织及热处理的影响1.对组织的影响稀土元素在钢中的作用主要有两个方面，一是净化作用；一是合金化作用。

从后一作用出发，要想稳定稀土在钢中的效果，必须稳定稀土的钢中的实际含量。

研究表明，稀土在钢中有的呈夹杂物形态存在，有的分布在碳化物和固溶体中。

显然，这些不同的存在形态将对钢的性能产生不同的影响。

根据理论与实际分析，其中起有效合金化作用的为存在于碳化物及固溶体中的稀土。

如果保证在此两相中的稀土含量使之稳定和得到控制，就可以保证稀土的合金化效果。

根据试验结果，控制钢中稀土的合金化的有效部分的主要因素有以下几个方面：（1）脱氧制度的影响：采用强扩撒脱氧剂的试验用钢，固溶体中有稀土存在，而夹杂物中的稀土则比采用弱扩散脱氧剂时为低。

（2）钢中稀土总量的影响：当钢中稀土总量较高时，固溶体中大都有稀土存在，而稀土总量较低时，发现固溶体中稀土含量极为微少。

（3）钢液温度的影响：随着稀土加入温度的升高，夹杂物中的稀土（占三相稀土总量的）百分比随之增加，而碳化物中的稀土百分比则随之降低；反之，在温度较低的情况下，碳化物中的稀土百分比则明显地增加。

稀土对钢晶粒度的影响，由于钢的化学成分和工艺的不同以及加入稀土的种类等不同而有较大的差别。

稀土铈基吸附材料的制备及其吸附除砷的试验研究的开题报告一、题目稀土铈基吸附材料的制备及其吸附除砷的试验研究二、研究背景砷是一种广泛存在于自然界中的元素。

虽然砷是一种重要的资源，但过量的砷会对人类和环境造成严重的危害。

目前，高砷水是许多国家和地区面临的一种严峻的环境问题。

研究和开发高效的砷去除技术已经成为环境保护领域的热点。

稀土铈基吸附材料因其对砷的高效吸附性能在砷污染治理中具有广泛的应用前景。

稀土是一种特殊的金属元素，其具有良好的化学特性和较高的物化性质。

铈作为稀土中的一种元素，具有丰富的化学价态和多种化学性质，可以被使用于多种领域。

因此，稀土铈作为砷污染治理的材料具有广泛的研究价值。

三、研究目的本研究旨在制备稀土铈基吸附材料，并分析其吸附砷的效果和机理。

具体研究目标如下：1. 制备出稀土铈基吸附材料；2. 考察稀土铈基吸附材料的物化性质；3. 分析稀土铈基吸附材料吸附砷的机理；4. 考察稀土铈基吸附材料对不同pH值下砷的吸附效果；5. 考察稀土铈基吸附材料对不同初始砷浓度下的吸附效果。

四、研究内容和方法1. 稀土铈基吸附材料的制备通过溶胶-凝胶法或共沉淀法，制备出稀土铈基吸附材料。

2. 稀土铈基吸附材料的物化性质分析通过X射线衍射分析、扫描电镜等手段，分析稀土铈基吸附材料的物化性质。

3. 稀土铈基吸附材料吸附砷的机理分析通过吸附等温线、吸附动力学分析稀土铈基吸附材料吸附砷的机理。

4. 稀土铈基吸附材料对不同pH值下砷的吸附效果通过调节溶液的pH值，考察不同pH值下稀土铈基吸附材料的砷吸附效果。

5. 稀土铈基吸附材料对不同初始砷浓度下的吸附效果通过调节砷溶液的浓度，考察不同初始砷浓度下稀土铈基吸附材料的砷吸附效果。

五、预期结果1. 成功制备出稀土铈基吸附材料；2. 稀土铈基吸附材料具有良好的物化性质；3. 发现稀土铈基吸附材料对砷的吸附作用机理；4. 发现稀土铈基吸附材料对不同pH值下砷的吸附效果；5. 发现稀土铈基吸附材料对不同初始砷浓度下的吸附效果。

铈对D6冷作模具钢晶粒度影响摘要本文研究了稀土Ce对D6钢的晶粒度和本质晶粒度（奥氏体晶粒长大倾向）的影响。

取Ce质量分数分别为0.038%和0.073%的两种钢坯实验。

D6钢为莱氏体钢，根据GBT6394-2002采用渗碳体网法测定了其本质晶粒度。

用光学显微镜得到了金相图片。

通过观察比较不同Ce含量晶粒度和本质晶粒度的大小，分析了Ce对D6冷作模具钢晶粒度的影响。

关键词:冷作模具钢晶粒度本质晶粒度稀土Ce 碳化物IEffect of Ce on grain size of D6 cold-working die steelAbstract This paper studied the effect of Ce on grain size and inherent grain size (the tendency of austenitic grain growth) of D6 cold-working die steel. Two kinds of steel billet were used in this experiment with Ce mass fraction 0.038% and 0.073 % respec- -tively. Because D6 belongs to ledeburite s teel, this experiment was conducted based on GB/T6394-2002 (cementite nets method), and inherent grain size was obtained. Metallographic photos were taken by optical microscope. The grain size and inherent grain size of D6 with different contents of RE Ce were observed, and analyzed the effect of Ce on the samples.Key works：die steel grain size inherent grain size Ce carbide1.1 模具钢简介模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种。

钢铁中稀土元素镧和铈的控制气氛光谱分析
邓惠琴
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】1989()5
【摘要】本文利用控制气氛光谱法,建立了一种对钢铁中La和Ce的定量测试方法。

实验结果表明,该方法有降低检测限,提高分析准确度,减少试样组分和结构对分析结果影响等优点。

【总页数】2页(P58-59)
【关键词】钢;铁;镧;铈;控制气氛;光谱分析
【作者】邓惠琴
【作者单位】中国船舶工业总公司热加工工艺研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.15
【相关文献】
1.化学计量学分光光度法同时测定钢铁中镧和铈 [J], 朱建芳;王莉蓉;余协瑜
2.电感耦合等离子体质谱法测定铸铁中镁、锡、镧、铈、锑和铅 [J], 亢德华;于媛君;王铁;杨丽荣;顾继红
3.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铸铁中镧和铈 [J], 陆军;张艳;孟平
4.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定稀土硅铁中的镧、铈、镨、钕 [J], 刘明;卞大勇
5.ICP-AES法测定稀土硅铁中镧铈锰铝钙 [J], 王井玉;吴增升
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稀土元素对钢材强度与韧性的影响研究钢材是目前世界上使用最广泛的工程材料之一，其在建筑、航天、汽车制造等行业的应用广泛。

为了提高钢材的力学性能，人们常常通过合金化的方法进行改良。

而稀土元素作为一类特殊的合金元素，具有一定的独特性能，对钢材的力学性能有着重要影响。

本文将就稀土元素对钢材强度与韧性的影响进行探讨。

首先，稀土元素可以显著提高钢材的强度。

研究表明，稀土元素的加入可以有效地提高钢材的屈服强度、抗拉强度等机械性能指标。

这主要归因于稀土元素的强化机制。

稀土元素在钢材中的加入可以提高固溶体的稳定性，使之晶粒变细，从而使钢材的力学性能得到改善。

另外，稀土元素还能够限制钢材晶界的扩张，提高晶界的强度，进一步增强钢材的强度。

因此，稀土元素的加入对于提高钢材的强度具有明显的效果。

其次，稀土元素还能够改善钢材的韧性。

在常温下，钢材的韧性往往会受到晶界的脆化效应的影响，导致其容易发生断裂。

而稀土元素的加入可以有效地抑制晶界的脆化，提高钢材的韧性。

这主要归因于稀土元素与碳、氮等元素的相互作用。

稀土元素可以与碳形成稀土碳化物，使其分布均匀在钢材中，阻止晶界的扩展，提高钢材的韧性。

同时，稀土元素还能够限制氮元素的析出，减少钢材的气冷硬化倾向，使其具有更好的变形能力。

因此，稀土元素的加入不仅可以提高钢材的强度，还能够改善其韧性。

此外，稀土元素对于钢材的特殊性能也值得关注。

例如，稀土元素的加入可以提高钢材的耐蚀性能，减少钢材在恶劣环境下的表面氧化和腐蚀，延长其使用寿命。

稀土元素还能够改善钢材的磁性能，使其具有特殊的磁性，有利于磁性材料的应用领域。

综上所述，稀土元素对钢材的强度和韧性具有显著的影响。

稀土元素可以提高钢材的强度，并且还能够改善其韧性和耐蚀性能，具有广泛的应用前景。

然而，需要注意的是，稀土元素的加入对钢材的影响是有限的，而且还存在成本较高等问题。

因此，在实际应用中需要根据具体情况进行权衡和选择，以达到最佳的效果。

第31卷第2期Vol.31No.2中国稀土学报JOURNAL OF THE CHINESE SOCIETY OF RARE EARTHS2013年4月Apr.2013收稿日期：2012－08－02；修订日期：2012－10－30基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（51004054），江西省教育厅青年科学基金项目（GJJ09519）资助作者简介：王国承（1977－），男，博士，副教授；研究方向：洁净钢与夹杂物控制*通讯联系人（E －mail ：wang_guocheng@163．com ）DOI ：10．11785/S1000－4343．20130206HP295钢中含铈夹杂物形成的实验及热力学研究王国承1*，张立恒1，佟志芳1，杨少华1，宋伟2（1．江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州341000；2．赣州铝业股份有限公司，江西赣州341100）摘要：采用LaCrO 3高温管式炉重熔HP295钢，向钢液中加入不同量的Ce 进行脱氧，用SEM 及EDS 对钢中含Ce 夹杂物进行分析，并对Ce-Al-O-S 系进行热力学计算。

实验结果显示，含Ce 夹杂物主要为不规则的Ce 2O 3和近球形的Ce 2O 2S ，大部分夹杂物尺寸小于5μm 。

热力学计算表明，含Ce 夹杂物的形成主要受钢液中［O ］，［S ］及［Al ］S 含量的影响，本实验条件下主要形成Ce 2O 3和Ce 2O 2S 夹杂物；当钢液中Ce 与Al 的活度比≥0．08时，Al 2O 3可转变为CeAlO 3夹杂物。

关键词：HP295钢；稀土铈；夹杂物；热力学中图分类号：TF114文献标识码：A文章编号：1000－4343（2013）02－0161－08HP295钢是焊瓶钢的主要钢种之一，主要用于制造－40 60ħ下可重复盛装液化石油气、乙炔等气体的钢瓶，要求钢材具有一定的耐压、耐腐蚀以及良好的韧性［1］。

因此，气瓶钢对钢液的洁净度要求较高，在冶炼过程中需对夹杂物进行合理控制。

稀土元素在钢中的作用及对钢性能的影响马 杰,刘 芳(西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055)摘 要:近年来稀土在钢中的作用受到越来越广泛的重视,只有掌握稀土在钢中的作用规律,才能更好的控制钢的性能、优化钢的质量。

阐述了稀土元素在钢中的作用机理主要有净化作用、变质作用、细化晶粒、微合金化作用,并结合生产实践和科学研究,总结了稀土对钢性能的影响。

关键词:稀土元素;作用机理;性能影响中图分类号:T F704.2 文献标识码:A 文章编号:1001-1447(2009)03-0054-03Application of rare earth element in steel and its influence on steel propertiesM A Jie ,LIU Fang(Schoo l of M etallurg ical Engineering,Xi an University of Architectur e and T echnolo gy,Xi an 710055,China)Abstract:In recent years,mor e attention has been paid to the function of rare earth element in steel.It is necessary to understand deeply the mechanism o f rare earth in steel so as to contr ol the process o f steelmaking and to achieve better steel quality.This paper describes the m echanism o f rare earth elem ent in steel,including purification,mo dification,grain refinem ent and micro -allo bined scientific research w ith production prictice,the effects o f rare ear th on the properties of steel are summarized.Key w ords:rar e earth element;mechanism;perform ance influence 作者简介:马 杰(1958-),男,副教授,主要从事钢铁冶金新技术的研究.有关稀土在钢中的作用,国内外冶金学者做了大量的研究工作,取得了非常重要的成果,并成功地应用于重轨、耐候等钢种的大生产中。

钢材掺杂稀土的作用原理钢材掺杂稀土是一种常见的钢材改性方法。

稀土元素是指原子序数为57到71的一组元素，包括镧系和铈系元素。

这些元素在钢材中的应用可以改善钢材的性能和性能稳定性。

下面我将详细介绍掺杂稀土对钢材的作用原理。

1. 强化钢材的晶格和晶界结构稀土元素的掺杂可以改善钢材的晶格结构和晶界结构。

稀土元素在钢材的晶格中形成稳定的溶固溶体，提高了晶格的稳定性。

稀土元素的掺杂还可以细化钢材的晶粒，减少晶界的非金属夹杂物，提高钢材的力学性能和耐腐蚀性能。

2. 提高钢材的强度和塑性稀土元素的掺杂可以显著提高钢材的强度和塑性。

稀土元素的掺杂会导致钢材中的晶界能量降低，使晶界的运动受到抑制。

因此，在扩散和位错运动受到限制的情况下，晶界的移动受到阻碍，导致钢材的塑性增加。

此外，稀土元素还可以引起钢材中的组织变化，包括相转变、析出相变化等，从而进一步提高钢材的强度和塑性。

3. 提高钢材的耐腐蚀性能稀土元素的掺杂可以改善钢材的耐腐蚀性能。

稀土元素的掺杂可形成稳定的氧化膜，提高钢材的表面活性和化学稳定性。

稀土元素的掺杂还可以改变钢材的晶界、晶间和晶内相互作用，减少钢材中的非金属夹杂物和孔隙，降低了腐蚀介质对钢材的侵蚀。

4. 改善钢材的热处理性能稀土元素的掺杂可以改善钢材的热处理性能。

稀土元素的掺杂可以促进相变的进行，减小相变温度和时间，从而提高钢材的热处理效果。

稀土元素的掺杂还可以改变钢材的凝固行为，使凝固过程更加均匀，减少钢材的组织偏析和晶粒长大。

5. 调节钢材的化学成分和净化钢材稀土元素的掺杂可以调节钢材的化学成分，改善钢材的过程性能和产品性能。

稀土元素的掺杂可以改变钢材中的硫、磷等有害元素的分布和形态，降低钢材中的有害元素含量，净化钢材。

总结起来，钢材掺杂稀土能够通过强化晶格和晶界结构、提高强度和塑性、提高耐腐蚀性能、改善热处理性能、调节化学成分和净化钢材等作用，提高钢材的综合性能和使用价值。

掺杂稀土的方法可以通过溶质热力学计算或物质平衡计算来确定稀土元素的添加量和掺杂方式。

钢中稀土铈与砷相互作用研究稀土铈和砷都是常见的金属元素，它们在工业生产和生活中有着广泛的应用。

稀土铈广泛应用于新能源、环保、医药等领域，而砷则主要用于木材防腐、电子器件制造等领域。

这两种元素之间的相互作用一直是研究的热点之一。

本文以“钢中稀土铈与砷相互作用研究”为主题，探讨一下它们之间的关系。

钢中稀土铈的来源可以是添加剂或钢铁生产原料中的稀土铈。

稀土铈与砷在钢中的相互作用是由于它们在钢铁生产过程中存在，导致产生了它们之间的化学反应。

通常情况下，铈和砷在钢中的含量均非常低，但它们对钢铁性能的影响却非常显著。

据研究发现，稀土铈与砷在钢中的相互作用主要有以下几种表现形式：1. 稀土铈对砷的脱除作用铈可以将砷析出到钢铁表面上形成脆性铁砷化合物，并降低了钢的韧性和强度。

因此，在钢铁生产中，需要通过添加稀土铈来降低砷的含量，防止砷对钢的影响。

2. 稀土铈与砷的共存作用当稀土铈和砷同时存在于钢中时，它们之间会发生相互作用，并形成新的相互作用产物。

这种相互作用产物的稳定性和结构与钢铁的生产过程有关，如温度、压力、成分等因素。

3. 稀土铈与砷的竞争作用稀土铈和砷在钢中的含量很低，但它们与其他金属元素之间也存在着竞争关系。

例如，当钢中含有高浓度的铝或钛时，稀土铈和砷之间的相互作用受到阻碍，这就需要选择适当的添加方式和配比来平衡不同金属元素之间的竞争关系。

总之，稀土铈与砷在钢中的相互作用是一个非常复杂的问题。

虽然它们之间的相互作用形式和产品稳定性并不完全可控，但通过精确的测量和分析，科学家们可以揭示它们之间的物理化学机制，并为钢铁生产提供指导意见，实现优化生产和提高产品质量的目标。

在钢中稀土铈与砷相互作用研究的过程中，数据的分析至关重要。

通过对钢中稀土铈和砷的含量以及它们之间的关系进行数据分析，可以更好地理解它们的相互作用。

以下是一些相关数据和分析。

首先，我们需要知道稀土铈和砷在钢中的含量。

根据研究数据，钢中稀土铈的含量通常在0.01-0.05wt%之间，而钢中砷的含量则要低得多，通常在0.0005-0.001wt%之间。

1173K条件下稀土元素钕与铁和砷的相互作用研究谢文浩;黄润;张金柱;李伟;杨勇【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2018(049)001【摘要】主要研究了将钕和砷按克原子比1.0:1.0封入H08钢缸体内,在1173 K 保温50 h后,通过光学显微镜,X射线衍射仪和扫描电镜能谱分析等测试方法,对试样中Nd-Fe-As高温相互作用进行分析.结果表明,二元化合物AsNd和FeAs2是Nd-Fe-As高温相互作用的主要产物,并且AsNd和FeAs2很可能是三元化合物Nd-FeAs形成的先决条件,而少量的Fe6 Nd4为高温作用下钕铁化合物的混合物.在Nd-Fe-As高温相互作用体系内,各种物相之间存在着共生关系.通过对钕、铁和砷原子扩散系数的计算并结合扫描电镜和能谱微区分析,发现铁原子的扩散在该体系中占据了主导地位.%In this paper,Nd and As were sealed into the H08 steel cylinder at an atomic ratio of 1.0:1.0.After incubation at 1173 K for 50 h,the samples were tested by optical microscopy,X-ray diffraction and scanning e-lectron microscopy in terms of high-temperature interaction of Nd,Fe and As.The results show that the binary compound AsNd and FeAs2 are the main products of high-temperature interaction of Nd,Fe and As.In addi-tion,AsNd and FeAs2 are likely to be prerequisites of the formation of ternary compound NdFeAs,while a small amount of Fe6 Nd4 is the mixture of compounds Nd and Fe under high-temperature.In the Nd-Fe-As high-temperature interaction system,there are symbiotic relationships among various phases.Based on the calcula-tion of diffusion coefficient ofneodymium,iron and arsenic atoms and combination with scanning electron mi-croscopy and energy spectrum analysis,it is found that the diffusion of iron atoms dominates the system.【总页数】5页(P1134-1138)【作者】谢文浩;黄润;张金柱;李伟;杨勇【作者单位】贵州大学材料与冶金学院,贵阳 550025;贵州省冶金工程与过程节能重点实验室,贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵阳 550025;贵州省冶金工程与过程节能重点实验室,贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵阳 550025;贵州省冶金工程与过程节能重点实验室,贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵阳550025;贵州大学材料与冶金学院,贵阳 550025;贵州省冶金工程与过程节能重点实验室,贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】TG113.1【相关文献】1.铁砷复合污染下铁砷比对除砷效果的影响研究2.ICP-AES法测定铁钕合金中主量元素钕及7种杂质元素的研究3.1273 K条件下铈铁砷的交互作用研究4.镨砷铁三元系高温产物及相互作用机理研究5.铁还原条件下铁负载生物质炭固定三价砷的能力及其稳定性因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。