镧对高碳硬线钢中Al2O3夹杂物改性的晶体学分析

摘要：

为了控制与改善高碳硬线钢中氧化铝夹杂物的数量、形状和分布,提高钢的洁净度,细化钢的组织结构,均匀钢的化学成分,在高碳硬线钢中添加稀土镧元素研究其对氧化铝夹杂物的改性问题.通过对高碳硬线钢中添加稀土镧形成的稀土氧(硫)化物,采用扫描电镜和能谱分析进行表征,研究其对氧化铝的改性问题,发现镧的加入可以改变夹杂物的形状,夹杂物从不规则形状转变为较规则的椭圆形,随着夹杂物面间距增大,其逐渐弥散化.利用热力学以及边-边匹配模型计算其与γ-Fe和Al2O3之间沿密排晶向的原子间错配度和密排晶面的面间错配度,探究含镧夹杂物作为钢液凝固时初生相异质形核核心的可能性及有效性.结果表明,加入镧后,在1 000～2 000 K温度范围内根据生成夹杂物的吉布斯自由能的大小,得出钢中可能生成夹杂物的顺序为La2O3＞La2O2S＞LaAlO3＞LaS＞La3S4.利用边-边匹配模型计算稀土氧(硫)化物与γ-Fe和Al2O3之间的原子匹配情况,发现了 La2O3、LaS、La2O2S和 La3S4均可能作为Al2O3和γ-Fe异质形核的核心,且La2O2S可能优先成为γ-Fe异质形核核心,LaS可能优先成为Al2O3异质形核核心,揭示了钢中氧化铝夹杂物的改性机理,为高碳硬线钢中非金属夹杂物的处理提供了理论依据.

关键词：高碳硬线钢;稀土夹杂物;异质形核;边-边匹配模型;晶体学

所属期刊栏目：57

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-02-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：74-82