第３５卷第２期 ２０１４年４月 特殊钢 ＳＰＥＣＩＡＬ ＳＴＥＥＬ Ｖｏｌ＿３５．Ｎｏ．２ Ａｐｒｉｌ ２０１４・６５・ 微量稀土Ｃｅ对ＩＦ钢高温力学性能的影响 杨吉春 杨昌桥 王少军 （１内蒙古科技大学材料与冶金学院，包头０１４０１０；２首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼钢部，唐山０６３０００） 摘要试验用无间隙原子钢一ＩＦ（／％：０．００３ ６～０．００４９Ｃ，０．００５～０．００７Ｓｉ，０．１１—０．１２Ｍｎ，０．００７Ｐ，０．００５Ｓ， ０．００７～０．０１１Ａｈ，０．０４７—０．０５１Ｔｉ，０．００３ ＯＮ，０～０．００３ ７Ｃｅ）由１Ｏ ｋｇ真空感应炉熔炼，锻成３０ ｍｍ×２５ ｍｍ方坯，终 锻９５０℃，空冷。通过Ｇｌｅｅｂｌｅ一１５００Ｄ热模拟试验机对试验钢在７５０～１ １５０ ｏＣ进行应变速率０．１ ｓ 的拉伸试验，研 究微量稀土ｃｅ对该ＩＦ钢高温拉伸性能的影响。与不含ｃｅ的ＩＦ钢相比，含０．００３ ７％Ｃｅ的ＩＦ钢的热塑性（ｚ值） 和热强性（Ｒ 值）有明显提高，但随温度提高，增加值减少；ＩＦ钢和ＩＦ—ｃｅ钢的高温断面收缩率、抗拉强度分别为 ７５０℃：（ＩＦ）７７．６２％一１１０ ＭＰａ和（ＩＦ－Ｃｅ）８８．６５％一１６０ ＭＰａ；９５０℃：（ＩＦ）８７．３５％一８５ ＭＰａ和（ＩＦ・ｃｅ）９２．８８％－１００ ＭＰａ；１ １５０ ｏＣ：（ＩＦ）８５．６８％－５５ ＭＰａ和（ＩＦ・Ｃｅ）９０．６２％－５８ ＭＰａ。稀土元素改善钢的组织、细化晶粒、偏聚于晶界提 高晶界强度是其提高ＩＦ钢热塑性和热强性的主要原因。 关键词稀土元素ｃｅ ＩＦ钢高温力学性能组织 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｍｉｃｒｏ Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｃｅ ｏｎ Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＩＦ Ｓｔｅｅｌ Ｙａｎｇ Ｊｉｃｈｕｎ ，Ｙａｎｇ Ｃｈａｎｇｑｉａｏ ａｎｄ Ｗａｎｇ Ｓｈａ￣ｕｎ。 （１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０； ２ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｊｉｎｇｔａｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ—ｆｒｅｅ ｓｔｅｅｌ ＩＦ（／％：０．００３ ６—０．００４ ９Ｃ．０．００５～０．００７Ｓｉ．０．１１—０．１２Ｍｎ．０．Ｏ０７Ｐ． Ｏ．００５Ｓ，０．０ｏ７～Ｏ．０ｌ１Ａｈ，０．０４７～０．０５１Ｔｉ，０．００３ ０Ｎ。０～０．００３ ７Ｃｅ）ｉｓ ｍｅｌｔｅｄ ｂｙ ａ １０ ｋｇ ｖａｃｕｕｍ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｆｕｒ－ ｎａｃｅ。ａｎｄ ｆｏｒｇｅｄ ｔｏ ３０ ｍｍ×２５ ｍｍ ｂｉｌｌｅｔ，ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｆｏｒ； ｎｇ ａｔ ９５０ ｏＣ。ａｉｒ ｃｏｏｌｉｎｇ．Ｗｉｔｈ ｕｓｉｎｇ Ｇｌｅｅｂｌｅ．１５００Ｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｗｉｔｈ ｓｔｒａｉｎ ｒａｔｅ ０．１ ｓ－。ａｔ ７５０～１ １５０℃ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ（ＲＥ）ｅｌｅｍｅｎｔ Ｃｅ ｏｎ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＦ ｓｔｅｅ１．Ａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＩＦ ｓｔｅｅｌ ｎｏｎ．ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｅ。ｔＩｌｅ ｈｏｔ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｅａ．Ｚ ｖａｌｕｅ）ａｎｄ ｈｏｔ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ（Ｒ ｖａｌｕｅ）ｏｆ ＩＦ．Ｃｅ ｓｔｅｅｌ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ０．００３ ７％Ｃｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．ｂｕｔ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ：ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｅａ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ＩＦ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ＩＦ—Ｃｅ ｓｔｅｅｌ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｒｅ ７７．６２％．１１０ ＭＰａ ｆｏｒ ＩＦ ａｎｄ ８８．６５％．１６ｏ ＭＰａ ｆｏｒ ＩＦ—Ｃｅ ａｔ ７５０ ｏＣ；８７．３５％一８５ ＭＰａ ｆｏｒ ＩＦ ａｎｄ ９２．８８％一１００ ＭＰａ ｆｏｒ ＩＦ．Ｃｅ ａｔ ９５０ ｏＣ：ａｎｄ ８５．６８％． ５５ ＭＰａ ｆ０ｒ ＩＦ ａｎｄ ９Ｏ．６２％＿５８ ＭＰａ ｆｏｒ ＩＦ—Ｃｅ ａｔ １ １５０℃．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎｓ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｈｏｔ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｈｏｔ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ＩＦ ｓｔｅｅｌ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ＲＥ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｃｅ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｓｔｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｔｅｅ１．ｆｒｉｎｅｓ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ，ａｎｄ ｓｅｇｒｅ— ｇａｔｅｓ ａｎｄ ｃｌｕｓｔｅｒｓ ａｔ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ． Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｄｅｘ ＲＥ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｃｅ．ＩＦ Ｓｔｅｅｌ。Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 近年来，稀土在钢中的应用以及作用机制的研 究都取得了显著的进步，稀土在钢中的作用可总结 为净化作用、变质作用和微合金化作用等３方 面¨ 。净化钢液和变质夹杂的作用已被实践广泛 性能的影响及作用机制。 １试验材料及方法 试验用钢以商品ｔｒ（全称Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａ１．Ｆｒｅｅ Ｓｔｅｅｌ， 即无间隙原子钢）钢板为原料，采用型号ＺＧ－Ｏ．００３Ａ 证实，然而随着二次精炼水平及纯净钢冶炼技术的 提高，稀土在钢中的应用受到严峻的挑战，稀土在钢 中的微合金化作用将成为稀土在钢中应用的主要研 型ｌＯ 真空感应熔炼炉冶炼，单炉冶炼７ ｋｇ钢锭， 添加微量稀土ｃｅ（纯度９９．９８％）进行微合金处理， 浇注成钢锭（模具尺寸 Ｏ ｍｍ×２００ ｈｉｍ），试验钢 究方向。目前，国内外大量研究显示 ，稀土元素 化学成分见表ｉ，稀土ｃｅ加入量为０．０１６％。 钢锭加热到１ ２００ ｏＣ，保温１ ｈ，终锻温度维持在 ９５０ ｏＣ左右，用４００ ｋｇ空气锤锻造成３０ ｆｉｌｍ×２５ ｍｍ 方坯，锻后空冷，沿锻造方向制取拉伸试样，中１Ｏ 能够明显地提高耐热合金钢的高温力学性能，试验 研究大多以抗高温氧化性为主，对纯净钢高温拉伸 性能的影响机制研究相对较少，试验以纯净钢为研 究对象，最大化发挥稀土微合金化作用，以稀土对组 织的变化为视角，探讨显微组织的变化对高温拉伸 ｍｍ×１２０ １ＴＩｍ圆柱体拉伸试样。试验在Ｇｌｅｅｂｌｅ一 １５００Ｄ型热模拟试验机上进行，试样以２０￣Ｃ／ｓ的升