稀土對重軌鋼組織和性能的影響畢業(yè)論文32112

1、 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）題 目：稀土對重軌鋼組織和性能的影響學生姓名：魏仁群學 號： 專 業(yè)：冶金工程班 級： 指導教師： 稀土對重軌鋼組織和性能的影響摘 要我國是一個人口眾多的國家，鐵路運輸在我國的運輸業(yè)中占有很重的比例，包鋼在滿足我國重軌需求的前提下，已向巴西出口了10000噸稀土重軌，在巴西得到了實際應(yīng)用，并取得良好收益。本課題通過在u75v鋼種中加入稀土和鉻元素，通過包鋼的neophot 32金相顯微鏡、leo evo 50hv型掃描電鏡和一些力學性能檢驗觀察其夾雜物、珠光體組織以及稀土對重軌鋼性能的影響。實驗結(jié)果表明：稀土能明顯改善夾雜物形態(tài)，提高沖擊韌性，改善耐磨和耐腐蝕

2、性，并且均能達到我國鐵道部標準gb/t2241987（鋼的脫碳層深度測定法）、gb/t2261991（鋼的低倍組織及缺陷酸蝕試驗法）、gb/t105611989（鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法）、gb/t132981991（金屬顯微組織評定方法）、gb/t30751982（金屬軸向疲勞試驗）、area1996（鋼軌技術(shù)條件），完全符合出口標準。關(guān)鍵詞：稀土；重軌；組織；性能abstractour country has a great population，the railway transportation take a great proportion in transportation i

3、ndustrys，on the premise of satisfying the needs of heavy-rail steel in china，baotou steel & iron company has already exported to brazil 10000t heavy-rail steel treated with rare earth，which showed a good performance during the practical application and brought enormous economic benefit to them. the

4、issue passed in u75v adding steel and chrome rare earth elements, baotou through the neophot 32 metallographic microscope, leo evo 50 hv-sem and some mechanical means to observe the inclusions, pearlite, and the heavy rare earth orbit performance of steel. the results showed : re could significantly

5、 improve the form and improve toughness and improve wear and corrosion resistance. and able to meet our standards gb/t224-1987 railways (steel decarbonization measured depth), gb/t226-1991 (steel macrostructure and defect etch test), gb/t10561-1989 (non-metallic inclusions in steel-microscopic evalu

6、ation method), gb/t13298-1991 (metal microstructure evaluation method), gb/t3075-1982 (metal axial fatigue test), area-1996 (rail technology) key words: rare earth; heavy-rail steel; macrostructure; 目 錄摘 要iabstractii第一章 文獻綜述11.1 重軌鋼的發(fā)展及展望11.1.1 國內(nèi)外鋼軌生產(chǎn)現(xiàn)狀11.1.2 在役鋼軌常見傷損形式21.1.3 提高鋼軌性能的方法41.2 稀土在鋼中的應(yīng)用

7、51.2.1 稀土處理鋼的前景展望61.2.2 稀土對鋼的三大作用61.2.3 稀土對鋼組織的影響81.2.4 稀土對鋼性能的影響101.3 鉻在鋼中的作用101.4 選題意義及研究內(nèi)容111.4.1 選題意義111.4.2 課題研究內(nèi)容11第二章 實驗內(nèi)容132.1 實驗鋼的冶煉工藝及成分132.1.1 實驗鋼的冶煉132.1.2 實驗鋼的軋制142.2 夾雜物分析152.2.1 試驗設(shè)備及原理162.2.2 試驗方法172.3 顯微組織分析182.3.1 實驗設(shè)備182.3.2實驗方法182.4 沖擊韌性試驗182.4.1 試驗設(shè)備192.4.2 試驗原理及方法192.5 耐磨試驗設(shè)備及原

8、理202.6 耐腐蝕性能試驗212.6.1 耐腐蝕試驗方法21第三章 實驗結(jié)果及分析223.1 稀土對重軌鋼夾雜物的影響223.2 稀土對重軌鋼組織的影響253.3 稀土對重軌鋼沖擊韌性的影響263.4 稀土對重軌鋼耐磨性能的影響283.5 稀土對重軌鋼耐腐蝕性能的影響30第四章結(jié)論32參考文獻33致謝36第一章 文獻綜述1.1 重軌鋼的發(fā)展及展望1.1.1 國內(nèi)外鋼軌生產(chǎn)現(xiàn)狀當今世界科學技術(shù)日新月異，發(fā)展速度一日千里。各種各樣的運載工具使我們與周圍世界聯(lián)系更加緊密，通過其自身快捷、高速等的特點不僅方便了出行，而且加快了世界經(jīng)濟的發(fā)展。與汽車、飛機相比，鐵路運輸以其低成本、低污染、低能耗、高動

9、力、速度快、票價低、不堵車和安全等特點1，越來越受到人們青睞。因此，鐵路的發(fā)展特別是高速鐵路的發(fā)展引起人們的普遍關(guān)注，高速鐵路不但成為國家發(fā)展程度的標志，而且更成為加快經(jīng)濟發(fā)展的必經(jīng)之路。與發(fā)達國家相比，我國公路、航空運輸不甚發(fā)達。因此，鐵路在我國經(jīng)濟發(fā)展中的作用就更加顯著，鐵路不僅是我國運輸業(yè)的主力軍，而且是經(jīng)濟發(fā)展的大動脈，隨著現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快以及改革開放的深入發(fā)展，國民經(jīng)濟對鐵路運輸提出了更高的要求。長期以來，鋼軌鐵路運輸在運輸業(yè)中一直扮演著主要角色，它不僅承擔全國70%貨運量，而且承擔著60%的客運量2。鐵路運輸是我國主要的交通運輸手段，而且鐵路運輸一直以其安全、廉價、快速等特點，

10、在國民經(jīng)濟中起著舉足輕重的作用。目前，鐵路正向著高速、重載的方向發(fā)展，勢必導致我國鋼軌生產(chǎn)向著高強度、高耐磨性等方向發(fā)展。目前，國內(nèi)高強度耐磨鋼軌有鞍鋼研制的74simnv(1078mpa)，攀鋼研制的pd3(980mpa)。國外有美國的cr-mn和cr-mo軌(1078mpa)；西德的cr-mo軌(1078mpa)和cr-v軌(980mpa)；法國的cr-si軌(1078mpa)以及加拿大的cr-si-nb軌；英國的mn-cr軌；澳大利亞的cr-mo-v軌；日本的cr-v軌等，也有些國家生產(chǎn)熱處理或合金熱處理軌可使鋼強度達到1785mpa以上3。1.1.2 在役鋼軌常見傷損形式目前鋼軌使用中

11、出現(xiàn)的主要問題是鋼軌傷損嚴重，如軌頭壓潰、波浪磨耗、波浪彎曲、孔裂、軌腰裂紋、彎道的側(cè)磨和剝離掉塊等。1）軌頭磨耗軌頭磨耗通常表現(xiàn)為鋼軌在輪軌摩擦力和接觸應(yīng)力的作用下，在鋼軌頭部發(fā)生的全長磨損，軌頭磨耗分為垂直磨耗和側(cè)面磨耗，它使鋼軌強度下降，一般多出現(xiàn)在曲線外股鋼軌的頭部4。在小半徑曲線地段，輪軌兩點接觸，側(cè)向壓應(yīng)力較大，在軌角處造成側(cè)磨。據(jù)統(tǒng)計，在曲線半徑r300m路段，鋼軌壽命平均只有6.3個月；在曲線半徑r400m地段，通過3000萬噸后側(cè)磨達到期限換軌；而在曲線半徑r600m彎道，普通60kg/m鋼軌使用9個月后側(cè)磨達到1718mm，需要換軌。目前隨著列車提速和軸重增加，鋼軌側(cè)磨逐漸

12、向較大半徑曲線發(fā)展5。2）鋼軌波浪磨耗在小半徑曲線地段，還經(jīng)常出現(xiàn)波浪磨耗。波浪磨耗是鋼軌踏面在全長出現(xiàn)周期性高低不平的波浪磨耗，軌頭下顎和整個斷面保持平直。波浪磨耗已經(jīng)成為重載線路的一大病害，有些地段甚至決定了鋼軌的壽命。澳大利亞研究了鋼軌強度與出現(xiàn)波浪磨耗的關(guān)系，指出提高鋼軌強度可以減緩波浪磨耗4。美國在fast環(huán)行試驗場研究了大量的波浪磨耗以后提出，當硬度大于422hb時在鋼軌上沒有觀察到任何波浪磨耗8。3）鋼軌的波浪彎曲鋼軌的波浪彎曲是指鋼軌沿縱向在踏面呈現(xiàn)明顯的波浪狀不平順，軌頭下顎及軌身均隨鋼軌踏面呈現(xiàn)周期性的彎曲。隨著鐵路的提速，波浪彎曲已經(jīng)成為鋼軌新的病害，主要有6：a.廣深準

13、高速鐵路使用u71mn鋼軌段，自開通運營以來鋼軌波浪狀不平順較為嚴重；b.鄭州鐵路局京廣線使用pd3鋼軌，在低速時未發(fā)現(xiàn)異常，但自1999年快速列車開行后，發(fā)現(xiàn)鋼軌踏面呈明顯的波浪狀不平順。c.2002年6月，寶蘭二線u74 60kg/m淬火鋼軌經(jīng)過半年多運營，出現(xiàn)大量波浪彎曲，波長周期無規(guī)律。鋼軌的波浪彎曲多與路基狀況、列車運行蛇行失穩(wěn)、運行 速度高和出廠鋼軌本身不平順等有關(guān)。4）剝離掉塊剝離掉塊是指發(fā)生在鋼軌踏面上一種呈薄片狀金屬剝離母體或呈掉塊狀剝離母體的損傷，實際上也是一種疲勞磨耗。剝離多發(fā)生在曲線外股上，鋼軌接觸應(yīng)力大于鋼軌屈服強度是造成剝離的外因；鋼軌軌頭踏面存在夾雜物是造成剝離的

14、內(nèi)因。鋼中夾雜物尤其鋁的氧化物夾雜是脆性夾雜物，為疲勞裂紋源，所以在鋼軌鋼的冶煉過程中應(yīng)采用精煉，真空脫氣使鋼質(zhì)凈化，盡量減少鋼中非金屬夾雜物，減少疲勞剝離和核傷的發(fā)生。除鋼軌質(zhì)量外，線路狀況不佳、輪軌潤滑不當也能引起剝離掉塊。5）軌頭壓潰軌頭壓潰是指發(fā)生在軌頭踏面處，由被壓潰的金屬所形成的飛邊。造成軌頭壓潰的原因是由于列車給予鋼軌的壓應(yīng)力和離心力，使軌頭金屬產(chǎn)生塑性流變。發(fā)生軌頭壓潰處的金屬常常存在有害夾雜物和元素偏析。另外，車輪通過軌縫和道岔時，車輪首先和鋼軌端頭發(fā)生強烈的撞擊，使其部位被壓潰，由于軌道結(jié)構(gòu)的彈性釋放效應(yīng)，車輪會被彈起，再次與鋼軌發(fā)生二次撞擊，使距鋼軌端部大約30cm處軌頭

15、踏面被壓潰。這種破壞現(xiàn)象已是鐵路現(xiàn)場最常見而又難以克服的現(xiàn)象。6）孔裂孔裂是指鋼軌在列車沖擊載荷的作用下，在螺栓孔邊角處，由于存在應(yīng)力集中或其它缺陷而造成的裂紋。這種裂紋受載荷反復作用而擴展，甚至發(fā)生斷裂。另外，車輪通過鋼軌連接處時，由于連接結(jié)構(gòu)形式和受力變形特點，螺栓孔處受剪應(yīng)力大，材料易開裂，也常常導致鋼軌斷裂。由于載荷交大，這種類型的斷裂往往是突發(fā)性的，由此造成許多重大脫軌事故。7）軌頭踏面線紋所謂軌頭踏面線紋是指在鋼軌表面存在細微裂紋，這種裂紋在熱軋后的鋼軌上由于氧化鐵皮的覆蓋，不易被發(fā)現(xiàn)，若經(jīng)過列車車輪碾壓，或熱酸腐蝕，就會被發(fā)現(xiàn)，表面形式是沿鋼軌的長度方向呈斷續(xù)平行分布，線紋條數(shù)不

16、等。從金相檢驗結(jié)果來看，踏面線紋及周圍有兩種現(xiàn)象：一種線紋附近嚴重脫碳；另一種現(xiàn)紋附近無脫碳，現(xiàn)紋處存在著大量的mg、al、si、ca等夾雜物7。此外，鋼軌其他傷損形式還有軌腰裂紋、軌面探傷、軌底碎裂、鋼軌銹蝕、焊接不良造成鋼軌斷裂等都直接影響鋼軌的使用。1.1.3 提高鋼軌性能的方法根據(jù)國內(nèi)外的許多相關(guān)資料及報道，用于提高鋼軌性能的工藝方法大致有兩種：一種是采用微合金化的方法來提高鋼軌的性能；另一種是采用熱處理工藝來強化鋼軌8，其強度可達到10001200mpa。對某些條件特別苛刻的重載路線，普通碳素鋼軌的全長淬火或合金鋼軌也不能滿足要求。因此，已開始采用復合強化，即合金化、變形強化和熱處理

17、三位一體的生產(chǎn)工藝。合金元素中最普通和大量采用的是mn，其主要作用是固溶強化，并降低碳在鐵中的共析度。為了提高鋼軌鋼的強度，還需加入其它合金元素，主要有cr、v、mo、nb等元素，cr和mo均為固溶強化元素，加入cr、mo的主要作用是推遲珠光體轉(zhuǎn)變，細化珠光體，從而提高鋼的強度和耐磨性，同時提高鋼的滲透性；v和nb的作用是細化晶粒和析出強化，因而提高鋼的強度，特別是屈服強度，同時加nb對改善碳素鋼軌的可焊性有好處，其特點是焊縫區(qū)的硬度比較均勻9。(1) 細化珠光體組織細珠光體鋼在接觸疲勞過程中的塑性變形能力高于粗珠光體鋼，tem觀察結(jié)果表明：部分樣品珠光體中的鐵素體內(nèi)存在高密度的位錯。從位錯的

18、分布來看，主要集中在鐵素體/滲碳體界面附近。這說明鐵素體內(nèi)產(chǎn)生了塑性變形，鐵素體的塑性變形要受到相鄰滲碳體的阻礙作用，鐵素體發(fā)生的位錯在鐵素體/滲碳體的界面上發(fā)生塞積。因此，可以判斷在鐵素體/滲碳體界面上存在應(yīng)力集中，是疲勞裂紋可能發(fā)生的位置之一，細化珠光體，可以起到使變形均勻分布，緩解應(yīng)力應(yīng)變集中的作用，對延緩接觸疲勞裂紋的萌生及擴展十分有利。 (2) 減小珠光體片層間距珠光體進一步強化到11001200mpa的抗拉強度是在使珠光體細化程度提高的基礎(chǔ)上進行的，由900mpa級鋼的連續(xù)冷卻相變(cct)圖表明，珠光體顯微組織的最大強度均為1200mpa，說明實現(xiàn)珠光體細化有兩種可能。第一是通過

19、添加鉻，奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)可向右移動，在此軌頭空冷將奧氏體轉(zhuǎn)變成了窄片間距的細珠光體，這種類型是軋制后空冷的1100mpa級高強度和高耐磨性合金鋼；第二是使軌頭進行加速冷卻，讓900mpa級鋼的奧氏體轉(zhuǎn)變珠光體區(qū)向左移動，以實現(xiàn)細珠光體顯微組織，在鋼化學成分相同的情況下得到11001200mpa的抗拉強度，這種類型是軌頭淬火鋼軌，軌頭熱處理和加速冷卻后或軋制后仍為奧氏體顯微組織時進行。1.2 稀土在鋼中的應(yīng)用稀土在元素周期表中的位置十分特殊，17個元素同處在第b族，鈧(sc)、釔(y)、鑭(la)分別為第四、五、六長周期中過渡元素系列的第一個元素。它們具有相同的殼層結(jié)構(gòu)，只是4f過渡電子數(shù)目

20、從0到14不同，外層電子都是1個d電子和2個s電子，采取xe4fn6s2xe4f(n-1)5d16s2基層組態(tài)10，這使得它們的外層電子易丟失而成為化合價為+2、+3的陽離子。因此，re在鋼液中具有很強的化學活性，能與鋼中o、s等有害雜質(zhì)生成高熔點產(chǎn)物。1.2.1 稀土處理鋼的前景展望隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，除了要求鋼材有高的強度和韌性外，還要求有良好的耐氧化和腐蝕性能，這方面稀土能發(fā)揮重要作用。我國的稀土資源豐富，發(fā)展稀土處理鋼對彌補我國鋼鐵企業(yè)技術(shù)與裝備差距，參與國際市場競爭，具有重要意義。目前，隨著許多鋼廠研究中心對稀土在鋼中作用機理的深入研究，已經(jīng)相繼取得進展，對其改善鋼坯質(zhì)量，提高鋼

21、材性能等多方面取得成果，尤其對稀土微合金化作用機理的進一步研究，必會極大的拓寬稀土在鋼中應(yīng)用的范圍，擴大稀土鋼的應(yīng)用。預(yù)計在未來十年里，稀土重軌鋼將在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有較大發(fā)展。稀土的加入，對提高韌性和耐腐蝕性能起到很好作用，海上采油平臺和隧道用鋼筋都需要提高耐腐蝕性能，加入稀土也有很好的應(yīng)用前景。此外，在不銹鋼和合金鋼使用稀土目前已有了一定的基礎(chǔ)，可以改善鋼的抗腐蝕性、高溫塑性和強度10。1.2.2 稀土對鋼的三大作用(1) 稀土的凈化作用稀土元素具有很強的脫氧能力11，而且脫氧速度很快，其脫氧能力比強脫氧劑al、mg、ti等強，與ca元素相近，微量稀土元素可脫氧至小于1ppm，所以在冶煉過

22、程中，金屬液相經(jīng)過適宜脫氧后再加入稀土仍有深度脫氧和稀土氧化物變質(zhì)作用。 稀土元素的脫硫能力也很強，比mg強，稍次于ca，當稀土含量高，硫含量低時，鐵液中主要生成res，反之，主要生成 re2s3。當鋼液中同時含有硫和氧時，稀土元素將在鐵液中生成re2o2s型的硫氧化合物，而純稀土氧化物反而不多見，稀土元素在鋼中同時脫氧和脫硫的能力很強，較脫硫能力強，接近于脫氧能力。 稀土在鋼中同時具有消除和降低微量低熔點金屬的危害作用，一些稀土元素和低熔點的金屬生成高熔點的金屬間化合物，其熔點在14002200范圍內(nèi)，稀土與pb、sn等低熔點金屬交互作用，相互增加溶解度12-21，降低了其對鋼材性能的危害，

23、稀土可以使其中一部分產(chǎn)物上浮，殘留在鋼液中的稀土可以降低其危害。 熱力學研究表明，稀土元素可以增加鐵液中氫的溶解度，由于稀土原子體積較大，而氫原子體積較小，所以，稀土對氫的吸附力極強，稀土元素加入鋼中可以吸附鋼中的氫原子，降低白點敏感性，降低氫裂，從而增加鋼的機械性能。 (2) 稀土對鋼中夾雜物的變質(zhì)作用稀土加入鋼中主要起脫氧、脫硫和變質(zhì)夾雜物的作用。反應(yīng)產(chǎn)物主要是稀土夾雜物，隨著稀土加入量的增加，完成脫氧、脫硫和變質(zhì)夾雜的作用后，富余的稀土元素固溶在鋼中，其固溶量可達到10-510-4數(shù)量級，這部分稀土將起到合金化的作用13。當用鋁終脫氧時，mns夾雜對鋼的橫向塑性和韌性的危害，特別是在連軋

24、鋼板中的危害十分突出。未加稀土前，鋼中夾雜物主要是長條狀的mns和少量成串的al2o3和鋁酸鹽；加入稀土后，鋼中夾雜物首先出現(xiàn)不變形或難變形的re2o2s和re2s3，進而甚至出現(xiàn)res，長條狀的硫化物夾雜基本消失，形成了細小的圓形或橢圓形的稀土硫化物、稀土硫氧化物。鋼中加入re后可以改善其鑄態(tài)組織，縮短柱狀晶，減少枝晶偏析。而且，由于稀土的作用，使得夾雜物的形狀由鏈狀轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罨蚣忓N狀，這些變化減少了偏聚力和應(yīng)力集中的影響。因此，由于相變應(yīng)力和熱應(yīng)力導致的裂紋萌生和擴展被抑制了，對于在線路上服役的鋼軌來說，正是由于這種夾雜物的變性作用在最大剪應(yīng)力區(qū)減少了裂紋萌生，因而，提高了鋼的疲勞性能14

25、。(3) 稀土的微合金化作用合金化的物理本質(zhì)應(yīng)是：通過元素的固溶及其固態(tài)反應(yīng)，影響微結(jié)構(gòu)、組分和組織,從而使鋼獲得要求的性能。這樣，從存在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和組織、性能三個方面，比較具體地規(guī)定了合金化的含義。因此，稀土在鋼中固溶量的測定是判斷稀土是否存在合金化首先要解決的問題。 我國科學家對鋼中稀土固溶量的測定方法做了大量的研究，可分兩大類：(1)物理法:如內(nèi)耗法、正電子湮滅法、點陣常數(shù)法；(2)電化學分離、計量法:電解分離稀土夾雜物后,采用不同的方法得出固溶量。其中,采用非水電解液低溫電解等離子光譜分析法,分析精度可達110-6。 有研究說明稀土在鋼中主要以三種形態(tài)存在:稀土夾雜物、固溶稀土、稀土鐵

26、金屬間化合物。當鋼中氧、硫含量較高而稀土加入量又相對較低時,稀土主要起脫硫、脫氧和變質(zhì)夾雜的作用;當鋼中氧、硫含量較低或稀土加入量相對較高時,富余的稀土將固溶于鋼中,其固溶量可達10-510-4 數(shù)量級。攀鋼堿土金屬脫氧、脫硫凈化鋼液后在結(jié)晶器喂稀土絲的處理工藝,使o9sivl鋼板中固溶稀土量為0.0027%,占稀土總量的12%7。固溶的這部分稀土將起到微合金化的作用。微合金化的大小程度取決于微量稀土固溶量的固溶強化、稀土與其他溶質(zhì)元素或化合物的交互作用、稀土的存在狀態(tài)(原子、夾雜物或化合物)、大小、形狀和分布,特別是在晶界的偏聚,以及稀土對鋼表面和基體組織結(jié)構(gòu)的影響等。稀土在鋼中的晶界偏聚和

27、強化晶界的作用，稀土在鋼中溶解量很少,主要偏聚在晶界。稀土的這種分布特點減少了雜質(zhì)元素在晶界的偏聚,改變了晶界的成分和結(jié)構(gòu),改善了與晶界有關(guān)的鋼的性能。如稀土降低高速鋼中晶界硫的偏聚量；鈰降低sb在-fe晶界的偏聚速度,在500600范圍內(nèi)顯著降低sb在晶界的平衡偏聚濃度;稀土凈化強化晶界,使20#管坯鋼800下延伸率提高60%,面縮率提高30%,并保持有較高的強度。1.2.3 稀土對鋼組織的影響(1) 改善鋼的鑄態(tài)組織稀土處理鋼中的稀土夾雜物作為鋼凝固的非自發(fā)形核中心，縮小了鋼結(jié)晶的過冷度，顯著地細化了鑄態(tài)組織，在連鑄鋼坯，模鑄鋼錠以及鑄鋼件上，均可觀察到縮小的柱狀晶區(qū)，擴大等軸晶區(qū)并細化等

28、軸晶粒。大型連鑄板坯的等軸晶區(qū)約擴大10%15%，柱狀晶區(qū)的一次晶和二次晶組織都變得細小，枝晶間距變短。碳、硅、錳、磷和硫的枝晶偏析得到減少，硫和非金屬夾雜物在鑄坯心部的偏聚現(xiàn)象也明顯消減，中心裂紋可能克服。鑄鋼坯結(jié)晶組織的改善對鋼材性能的提高有重要作用。(2) 抑制鋼的奧氏體晶粒長大細小稀土夾雜物對晶界有釘扎作用，固溶于鋼中的稀土多偏聚在晶界上產(chǎn)生拖曳作用，它們可能阻礙晶界遷移，從而抑制奧氏體晶粒長大。固溶于鋼中的稀土也使奧氏體晶粒長大溫度提高。 林勤等人通過定量金相分析結(jié)果表明：稀土使鐵素體量增加，脫碳層厚度減少，這些與稀土降低碳在鐵素體中活度，增大鐵素體的溶碳能力和降低碳的擴散能力有關(guān)1

29、5。 (3) 影響轉(zhuǎn)變過程及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織結(jié)構(gòu)根據(jù)資料的實驗證明16-20，稀土影響鋼的轉(zhuǎn)變溫度，如ac1、ar1、ac3、ar3、ms、mf等，改變相變產(chǎn)物的組織結(jié)構(gòu)。不同的鋼號加入稀土后，分別觀察到細化的滲碳體、板條馬氏體或位錯馬氏體亞結(jié)構(gòu)，改變鐵素體的含量和尺寸，抑制碳化物相的聚集粗化等現(xiàn)象，對于含稀土的低、中、高碳鋼，稀土影響它們連續(xù)冷卻變化曲線，使該曲線向右下方移動，不同轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的數(shù)量變化，細化組織。李文學，劉宗昌對一些微合金鋼研究表明18：固溶稀土影響過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，當獲得珠光體加鐵素體組織時，固溶稀土使得在同樣冷速下，珠光體的相對量增加，先共析鐵素體的相對量減少并細化珠光體，

30、固溶稀土可以增加貝氏體的相對量，細化馬氏體板條和馬氏體片。1.2.4 稀土對鋼性能的影響(1) 稀土改善鋼的疲勞性能鋼中加入re，可以改善鑄態(tài)組織，縮短柱狀晶，減少枝晶偏析。而且，由于稀土的作用，使得夾雜物的形狀由鏈狀變?yōu)榍驙罨蚣忓N狀，這些變化減少了偏聚力和應(yīng)力集中的影響。因此，由于相變應(yīng)力和熱應(yīng)力導致的裂紋萌生和擴展被抑制了。對于在線路上服役的鋼軌來說，正是由于這種夾雜物的變性作用在最大剪應(yīng)力區(qū)減少了裂紋萌生，因而，提高了疲勞性能14。(2) 提高鋼的強度和塑性、韌性加入稀土后，使鋼的強度、均勻性得以改善，稀土對鋼強度的影響是復雜的。一方面，稀土凈化鋼液與n、p交互作用，減少珠光體數(shù)量等會導

31、致強度的降低；另一方面，稀土在鋼中固溶，減少了珠光體片層間距，稀土細化晶粒及促進碳氮沉淀相析出等作用，有利于強度的提高。隨著鋼中稀土含量的增加，鐵素體數(shù)量增多，珠光體數(shù)量減少，晶粒度級別略有提高，究其原因是由于稀土降低了碳在鐵素體中的活度，增大了鐵素體的溶碳能力，從而減少了組織中珠光體含量 23。(3) 提高鋼的耐磨性在重軌鋼中，也有耐磨性提高的報道，但尚有一些爭論。由于影響鋼的耐磨性因素很多，而鋼磨損的機制也隨磨損形式和種類不同而不同。因此，目前對稀土的作用尚不能得到統(tǒng)一認識，不過有一點可以肯定，鋼中稀土夾雜物變少、變小和球化，使晶粒細化和使碳化物及滲碳體尺寸變細，這些作用都可以提高鋼的耐磨

32、性。1.3 鉻在鋼中的作用cr可提高強度，增加淬透性，還可改善抗氧化作用，增加抗腐蝕性。鉻是中等碳化物形成元素，加熱時溶于奧氏體的鉻強烈提高淬透性。鋼中的鉻，一部分置換鐵形成合金滲碳體，提高其穩(wěn)定性；一部分溶于鐵素體中，產(chǎn)生固溶強化，提高鐵素體的強度和硬度，在較高強度的非調(diào)質(zhì)鋼中，有時加入0.1%0.2%的鉻，芬蘭生產(chǎn)的iva1000非調(diào)質(zhì)鋼中含有0.5%0.6%鉻。鉻不僅能使c曲線明顯右移，而且使其分為珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變兩個部分，cr、ni、mn、mo適當搭配，同時加入鋼中，可顯著地推遲珠光體轉(zhuǎn)變，使鋼容易獲得貝氏體組織。1.4 選題意義及研究內(nèi)容1.4.1 選題意義巴西已經(jīng)從包鋼購得二代稀

33、土重軌10000噸，并應(yīng)用于實際，使用性能良好，獲得很好的收益，而這種重軌在我國也具有使用價值，所以研究并開發(fā)這種稀土軌已迫在眉睫，在此有必要研究一下稀土在鋼中的作用，尤其是在低氧硫的鋼種中。由于我國鐵道部標準較嚴格，要想在我國普及該鋼軌，必須有理論為依據(jù)，因此，本課題圍繞該目的進行。1.4.2 課題研究內(nèi)容1試驗鋼的冶煉及樣品制備試驗鋼的冶煉是本試驗的關(guān)鍵，所冶煉的鋼坯質(zhì)量的好壞直接影響試驗結(jié)果。在夾雜物分析、組織分析試驗過程中均要求良好的金相試樣，所以好的實驗材料是本次實驗的基本前提，在此系統(tǒng)地闡述了實驗鋼的冶煉工藝、軋制工藝，以及試驗樣品的制備方法；2夾雜物分析稀土有良好的控制夾雜物的作

34、用，通過金相顯微鏡、掃描電鏡觀測以及夾雜物評級，系統(tǒng)的闡述了稀土對夾雜物變性的作用；3組織分析組織是影響材料性能的主要因素，當鋼中有一定量的稀土的時候，對材料的鑄態(tài)組織以及軋后組織均產(chǎn)生一定的影響，通過組織分析完整的闡述稀土對材料性能所帶來的影響；4材料性能分析對材料性能的研究主要是通過沖擊試驗來完成的。另外還進行了耐磨和耐腐蝕性能的研究。第二章 實驗內(nèi)容2.1 實驗鋼的冶煉工藝及成分2.1.1 實驗鋼的冶煉根據(jù)重軌的特別服役條件，包鋼在成功出口巴西10000噸重軌的基礎(chǔ)上，即在u75v的基礎(chǔ)上加入稀土和鉻元素。眾所周知，鉻元素可提高鋼的耐磨性和淬透性，以使鋼軌的強度得到進一步提升，而稀土則可

35、以凈化鋼液，對夾雜物具有變性作用，在這一理論的支持下，包鋼進行了大膽的實驗，冶煉了三個鋼種。試驗用鋼采用包鋼軌梁廠生產(chǎn)的u75v成品重軌鋼，試驗鋼生產(chǎn)工藝流程為：鐵水扒渣頂?shù)讖痛笛鯕廪D(zhuǎn)爐冶煉（單渣、高為補吹）擋渣出鋼無鋁終脫氧lf鋼包爐精煉（脫硫、深脫氧、合金化、吹氬攪拌、控制溫度、控制成分）vd深真空脫氣（去氫、去氧、去氮、大強度均勻化）vd后定時間軟吹（去夾雜、穩(wěn)定溫度）自動開澆保護澆注結(jié)晶器液位自動控制結(jié)晶器電磁攪拌氣霧冷卻火焰切割自動打號。vd蓋蓋前在鋼包喂入稀土包芯線150米，過熱度1525，不大于30。經(jīng)軋制后成型。這次試驗鋼用三爐鋼，分別是1#、2#、3#，均加入了稀土和鉻元素。

36、5#則是未加入稀土的對比鋼種，它們的化學成分見表2-1。表2-1 冶煉鋼的化學成分試樣編號熔煉號鋼種csimnpsvcrre備注1#07700614u75vm0.710.580.860.0130.0050.060.270.0022熔煉0.7150.5870.8680.0120.0050.0680.283成品軌2#07700623u75vm0.790.660.940.0150.0080.060.270.0022熔煉0.7700.5170.9250.01280.0050.0580.276成品軌3#07700731u75vm0.760.630.920.0180.0070.060.300.0014熔煉

37、0.7730.6410.9340.01830.0070.0630.326成品軌5#06403866u75v0.730.550.920.0210.0090.05/熔煉0.7390.5430.9370.01820.0080.05/成品軌2.1.2 實驗鋼的軋制軋制工藝：鋼坯上料步進梁加熱爐加熱第一次高壓水除磷bd1第一次開坯bd2粗成型萬能粗軋第二次高壓水除磷萬能精軋打印切頭、取樣冷卻矯直檢測中心檢測鋸鉆床加工長尺軌四面翻鋼檢查長尺軌入庫。為了保證鋼軌脫碳層不超0.5mm的標準，鋼坯加熱時采用微還原氣氛，同時為保證鋼坯溫度均勻，要求冷鋼坯加熱時間必須大于4小時。各段軋制溫度控制工藝參數(shù)見表2-2。

38、表2-2 軋制溫度控制鋼種加熱段溫度（）均熱段溫度（）鋼坯出爐溫度u75vm上：1100-1300上：1100-12801080-1160u75v下：1100-1300下：1100-1280軋制過程采用萬能孔型系統(tǒng)，包括一個箱形孔、一個梯形孔、三個帽形孔、四個軌形孔、四個萬能孔、兩個軋邊孔，共軋制20道次，可使鋼軌全斷面進行充分變形，改善鋼軌內(nèi)部致密度，提高鋼軌性能，尤其是尺寸精度的精確控制，使生產(chǎn)的鋼軌完全滿足高速軌尺寸精度要求。 開坯機采用液壓平衡裝置，帶有位移傳感器，輥縫控制精度高，確保供萬能軋機的坯料尺寸穩(wěn)定。萬能軋機采用先進的高精度動態(tài)數(shù)字控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了每次軋制程序更換后軋輥縫的校

39、對；在每次設(shè)備零件更換后軋制線確定和位置傳感器的校準；快速位置控制促使實際輥縫達到設(shè)定值；在軋制過程中自動補償由于軋制力產(chǎn)生的軋輥彈跳；每一個機架可以在垂直方向上調(diào)整到正確的中心線等功能。軋制過程中有兩次高壓水初磷，基本清除了軋件表面加熱產(chǎn)生的氧化鐵皮和二次氧化鐵皮。另外由于變形方式的改變，軋輥磨損減輕，成品鋼軌表面光潔度較好，消除了軌底邊緣充填不滿的缺陷。通過合理的設(shè)計孔型結(jié)構(gòu)，并配合精細的孔型調(diào)整，使鋼軌軌頭踏面輪廓充填飽滿，滿足高速鐵路標準對軌頭充填度的要求。2.2 夾雜物分析制備試樣時將重軌的截面分為11個小部分，如圖2.1所示，其中1#、2#、5#、7#、8#、9#試樣分別做金相、電

40、鏡的觀察。夾雜物對鋼軌的力學性能有著重要的影響，因此，對夾雜物的種類、大小、分布和數(shù)量的研究也成為性能研究的一個重要方面。通過金相觀察、掃描電鏡與能譜分析，系統(tǒng)的研究了稀土對鋼中夾雜物的影響。圖2.1重軌鋼截面取樣區(qū)示意圖用于觀察夾雜物形貌的試樣的制備：首先是取樣，夾雜物在鋼軌不同部位的分布不同，如鋼軌的頭部、腰部及底部就有明顯的差別，因為該重軌屬軋制成型，夾雜物的分布和形態(tài)與金相磨面的方向有關(guān)。因此根據(jù)研究的目的，取縱向試樣，樣品制備包括粗磨、細磨、拋光三道工序，制備好的金相試樣應(yīng)滿足以下要求：(1) 試樣平整、光潔、無細微劃痕、無銹蝕斑點；(2) 夾雜物完整無缺、無孔洞和“拖尾”；(3)

41、無磨料嵌入。采用短毛的拋光細物，輕慢的拋光盤轉(zhuǎn)速，盡量縮短拋光時間，在拋光過程中不斷地轉(zhuǎn)動試樣以將試樣預(yù)選進行淬火熱處理等，以防止夾雜物脫落和“拖尾”的一些行之有效的方法，在細磨和拋光過程中，用人工操作，可以得到較理想的金相試樣，在分析鋼材缺陷區(qū)的夾雜時，只需將缺陷區(qū)域磨好，不必磨制整塊試樣，以免夾雜物剝落。此外，在制備金相試樣試要特別注意，不穩(wěn)定的稀土夾雜物以及fe-re中間相和稀土碳化物等，易于在空氣中變質(zhì)、受蝕和脫落，因此在制備試樣應(yīng)盡量減少和水接觸。2.2.1 試驗設(shè)備及原理本次試驗主要采用的試驗設(shè)備為包鋼技術(shù)中心的neophot32金相顯微鏡和leo evo 50hv掃描電鏡。掃描電

42、鏡是利用細聚焦的電子束，在樣品表面逐點掃描，用探測器收集在電子束作用下，樣品中產(chǎn)生的電子信號，把信號轉(zhuǎn)換成圖像的儀器。掃描電鏡的結(jié)構(gòu)分五部分：電子光學系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、信號接受和顯示系統(tǒng)、樣品臺及真空系統(tǒng)。掃描電鏡的優(yōu)點之一是制樣簡單，金屬樣品可以直接觀察，對樣品的要求是：尺寸適當，表面導電且潔凈，金屬樣品通常用酒精清洗，有油污的斷口樣品用超聲波清洗器清洗。在高能量電子束照射下，樣品原子受激發(fā)產(chǎn)生的特征x射線是一種電磁輻射，可以用兩種方式描述。若將其看成連續(xù)的電磁振動，則它是具有固定波長的電磁波。每種元素各有其特征x射線波長，并可利用已知經(jīng)面間距的分光晶體，根據(jù)布拉格公式予以測定，這就是x射線波

43、譜分析。另一方面，還可以把x射線看成由不連續(xù)的光子組成的射線。光子能量eh，特征x射線的光子有一定的振動頻率，即有一定的能量，而每種元素的特征x射線能量不同。因此，如果用某種探測器測出x射線光子的能量，同樣可以達到鑒定化學成分的目的。隨著稀土的加入，考察鋼中稀土夾雜物的變形過程和夾雜物在鋼中的大小、分布和數(shù)量。由于鋼的成分、雜質(zhì)含量、冶煉工藝、稀土加入量以及加入方法等因素的不同，以至在某一具體鋼中出現(xiàn)的稀土夾雜物也是各種類型。在稀土鋼中通常會出現(xiàn)下列幾種稀土夾雜物：稀土氧化物及復雜氧化物(如re2o3，real11o8，realo3，re與al、ti、ca、mg等的復雜氧化物)，稀土氧硫化物(

44、re2o2s)和稀土硫化物(含稀土的mns、re2s3、或re3s4，res)。在某些情況下，還會出現(xiàn)稀土的硅化物，re-p-as化合物，稀土碳化物以及fe-re中間相等。稀土的某些化合物，特別是稀土硫化物的化學性質(zhì)很不穩(wěn)定，稀酸和含有弱化學性質(zhì)的溶劑就能將它溶解。在電解提取稀土夾雜物時必須選擇適當?shù)碾娊庖汉碗娊庵贫?，才能將稀土夾雜物保留下來。2.2.2 試驗方法本次試驗通過金相顯微鏡、掃描電鏡和能譜對試樣中夾雜物的形貌和大小、尺寸和分布進行分析，并做了夾雜物評級，探討鋼中稀土含量對夾雜物的變性的作用。其中，夾雜物的評級采用標準圖譜比較法：國際標準化組織(iso)、美國材料試驗協(xié)會(astm)

45、和我國國家標準gb10561 89將高倍金相夾雜物分為4類，即a類(硫化物類)、b類(氧化鋁類)、c類(硅酸鹽類)和d類(球狀或點狀氧化物類)。標準評級圖譜的圖片直徑80mm，相當于被檢金相試樣上直徑0.8mm的視場放大100倍后的尺寸。a、b、c和d類夾雜物按其厚度或直徑不同又分為細系和粗系兩個系列，每個系列按夾雜物沿鋼材軋制方向的長度分成5個級別，jk法分為15級、astm法分為0.52.5級，后者用于評定高純度鋼。標準圖譜比較法可以根據(jù)非金屬夾雜物的形態(tài)來區(qū)分夾雜物的類型。采用不同脫氧工藝生產(chǎn)的鋼，即使其總氧量基本相同，仍可能具有不同的氧化物夾雜類型。標準圖譜比較法通常將cas和不變形的

46、硅酸鹽夾雜物都歸入d類夾雜物。對于用鋁脫氧的鋼種，b類夾雜物的級別在一定程度上反映了鋼中總氧含量。但對于總氧含量低于1010-6的超低氧鋼，標準圖譜比較法已不適于用來評定鋼的純凈度，這也從另一個側(cè)面反映出鋼中大顆粒夾雜物隨氧含量的降低而減少的規(guī)律。2.3 顯微組織分析2.3.1 實驗設(shè)備 由于珠光體組織較細，所以對珠光體片層的分析和比較，必須考慮設(shè)備因素。此次實驗是在包鋼的leo evo 50hv 電子顯微鏡下進行實驗和觀察的。由于本次實驗鋼為重軌用鋼，而重軌鋼對組織的要求較嚴格，要求基體組織必須為珠光體組織，可以有少量鐵素體，因此研究重軌鋼的性能就必須從研究鋼中的珠光體入手，而珠光體組織在鋼

47、中的形態(tài)將在很大程度上影響重軌鋼性能，所以研究鋼中珠光體形貌對分析重軌鋼所具有的性能將有很大幫助。2.3.2實驗方法拋光好的金相試樣，要得到有關(guān)顯微組織的信息，還必須經(jīng)過組織的顯示，習慣稱為浸蝕或腐蝕。此次實驗是將試樣放在4%硝酸酒精的腐蝕介質(zhì)中腐蝕的，經(jīng)過30分鐘左右，表面呈淺灰色即可。2.4 沖擊韌性試驗本次試驗是對u型缺口試樣進行沖擊。試樣破壞時所受能量的大小即為材料的韌性，由韌性的高低可以判斷材料在使用時是否會發(fā)生脆性破壞，最終分析不同溫度下稀土對材料沖擊韌性的影響。沖擊試驗可以用來決定金屬材料在溫度下降時，有延性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈孕袨榈臏囟确秶?，即：材料的脆韌轉(zhuǎn)變溫度(fracture tr

48、ansition plastic temperature，ftpt)。此試驗可以得出不同溫度對ftpt的影響。2.4.1 試驗設(shè)備擺錘式?jīng)_擊試驗機是目前使用比較廣泛的沖擊試驗機，本次試驗所用沖擊試驗機的型號為jbd300a型，制冷設(shè)備為“沖擊試驗機低溫槽”。沖擊載荷的加載速度很高，沖擊力很難準確測定，因此沖擊載荷習慣上用能量的形式來描述。2.4.2 試驗原理及方法材料抗沖擊的能力用沖擊韌性表示。沖擊韌性一般通過一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定。試驗用的材料必須按要求加工成標準試樣，常用的標準沖擊試樣有兩種：一種為u型缺口試樣，一種為v型缺口試樣，本次試驗采用u型缺口試樣，如下圖：圖2.2沖擊韌性試驗

49、用試樣試樣開缺口是為了在缺口附近造成應(yīng)力集中和三向應(yīng)力狀態(tài)，使材料產(chǎn)生脆化傾向讓塑性變形僅局限在缺口附近不大的體積范圍內(nèi)保證試樣一次就被沖斷，而且斷裂就發(fā)生在缺口處。鑄鐵、工具鋼一類的脆性材料很容易沖斷，試樣可不開缺口。試驗時，試樣以簡支梁的形式安放在試驗機的支座上，試樣的缺口背對擺錘的刀口。把重量為g的擺錘舉至h的高度，擺錘獲得的勢能為gh，然后落錘將試樣一次沖斷，此時擺錘的剩余能量為gh，沖斷試樣消耗的能量g（h-h）就是試樣的沖擊吸收功，用ak來表示：ak= g（h-h），單位為j或kgf.m，其中1kgf.m9.8n。試樣的沖擊韌性定義為：k= ak/a0，單位為j.cm-2或kgf.

50、m.cm-2，a0代表試樣缺口截面的面積。圖2.3 沖擊試驗原理試驗分為四組，其中兩組是試驗鋼種u75vm分別在常溫和-40下進行實驗，另外兩組是對比鋼種u75v在常溫和-40下實驗。試樣尺寸為101055（mm），缺口形狀全部采用u形缺口。 2.5 耐磨試驗設(shè)備及原理 鋼軌的磨損，不但每時每刻都影響著生產(chǎn)，而且還是一種潛在的不安全因素。鋼軌的磨損，不僅決定于材料的性能，而且還決定于影響金屬摩擦表面的外界條件以及金屬表面的性質(zhì)。因此對鋼軌進行磨損試驗，研究其磨損規(guī)律以及選擇合適的耐磨材料，具有普遍的現(xiàn)實意義。為比較re鋼軌的耐磨性，進行了磨耗試驗，并與u75v軌對比，每個鋼種做兩組，每組六個試

51、樣，共36個樣。在鋼軌軌頭沿軸向方向、軌腰縱向和軌底的橫向分別切取40mm10mm的磨耗試樣，裝在amsler(阿姆斯勒)型磨損試驗機的電動機傳動的上下軸上，試驗條件為：上軸裝車輪試樣，轉(zhuǎn)速為180r/min；下軸裝鋼軌試樣，轉(zhuǎn)速為200r/min，在試樣直徑相等的情況下，試樣產(chǎn)生10%的滑動。在50kg力的載荷下進行干磨耗。在一定轉(zhuǎn)數(shù)后稱取試樣失重量，即可評定鋼軌的耐磨性。2.6 耐腐蝕性能試驗該試驗試樣要求采用較小的試片，以便能將起置于噴霧箱中的支架上。2.6.1 耐腐蝕試驗方法將試樣置于密閉的噴霧箱中的支架上，用壓縮空氣噴霧器把加速腐蝕劑霧化并噴入箱內(nèi)。對噴霧器的要求主要是，霧化后的腐蝕

52、劑，其粒度細小均勻。凝集在箱蓋和支架上的霧水，不要滴在試樣上，同時也要防止試樣上凝集霧水。此外，箱內(nèi)的溫度和濕度以及所噴入鹽霧的溫度均要控制在一定范圍內(nèi)。該試驗是在鐵科院完成的，試驗樣品規(guī)格為60604（mm）,環(huán)境溫度為1721，試驗條件為中性鹽霧（nss），腐蝕時間為240小時。具體試驗條件為：食鹽（nacl） 5%蒸餾水 95%噴霧溶液的ph值 6.57.2噴霧箱內(nèi)的溫度 351霧化的空氣壓力 6.817.7mpa鹽霧的降落速度 1.02.0ml/(h.80cm2)此法主要用于鑒定鋼材及其保護層的質(zhì)量24，所以在此次實驗中用來檢驗重軌鋼的耐腐蝕性能是可行的。第三章 實驗結(jié)果及分析3.1

53、稀土對重軌鋼夾雜物的影響（1）夾雜物評級結(jié)果表3-1 稀土重軌鋼夾雜物評級結(jié)果組別夾雜物(級別)組織脫碳層(mm)a（硫化物）b（氧化鋁）c（硅酸鹽）d（氧化物）1#p（珠光體）0.25652#210.50.5p（珠光體）0.25973#1p（珠光體）0.18655#2.51 0.50.5p+f(微)（珠光體+鐵素體）0.3835 根據(jù)夾雜物評級結(jié)果來看，1#、2#、3#的結(jié)果完全符合國標和鐵道部標準，從組織來看，加入稀土有利于珠光體的形成，而且脫碳層也明顯變薄。（2）夾雜物照片 圖3.1 re=0時的mns夾雜 圖3.2 re=0.02時的稀土硫氧化物夾

54、雜 圖3.3 re=0.02時的mns夾雜及圖譜 圖3.4 re=0.02時的稀土硫氧化物夾雜及圖譜 圖3.5 re=0.02時的稀土鋁酸鹽夾雜及圖譜在u75vm試驗鋼中，稀土的加入量為0.02%，稀土的加入使硫化物夾雜變細、球化或橢球化，減少了串狀的al2o3,但由于稀土的加入量很少，達不到使夾雜物完全變形、變性的效果。據(jù)有關(guān)資料表明，稀土是一種極易氧化的元素，所以稀土夾雜物首先是稀土氧化物，其次是稀土鋁酸鹽、稀土硫氧化物和稀土硫化物27。由于加入到鋼中的稀土含量較少，所以在用金相顯微鏡和掃描電鏡觀察時，發(fā)現(xiàn)的稀土夾雜物以稀土鋁酸鹽和稀土硫氧化物居多，基本看不到稀土硫化物。而且在該試驗鋼中，

55、re/s=0.4，硫化物以mns為主，只有少量的mns發(fā)生了變形和變性。但總的說來，稀土的加入改變了夾雜物的形態(tài)和數(shù)量，對于鋼的性能也起到了一定的作用。 圖3.6 re=0時的重軌鋼脫碳層 圖3.7 re=0.02時的重軌鋼脫碳層 從金相顯微鏡的照片可以明顯看出，加入稀土的重軌鋼的脫碳層厚度比不加稀土的薄,說明該稀土重軌鋼的的抗氧化能力強，由于重軌鋼屬于高碳鋼，而脫碳層薄對于它的性能來說是相當有利的，脫碳層厚度越薄，碳被氧化的越少，保留在鋼中的碳越多，這樣就可以提高稀土重軌鋼的硬度，增強了鋼的耐磨性能。3.2稀土對重軌鋼組織的影響 圖3.8 re=0時的重軌鋼組織 圖3.9 re=0.02時的重軌鋼組織圖3.8為u75v的珠光體組織，組織較粗大，晶界明顯，片間距也較大。圖3.9為實驗鋼種