Ce对于20MnTiB冷镦钢夹杂物和力学性能的影响

摘要

工业化试验生产不同稀土（Ce）含量20MnTiB冷镦钢，采用维氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机、光学显微镜（OM）及扫描电镜（SEM）等手段，研究添加Ce后，钢中夹杂物变质情况以及热轧盘条显微组织和力学性能的变化，并分析Ce的作用机理.结果表明，添加0.0025%Ce后，钢液中S含量下降，洁净度显著提高；盘条中夹杂物由大尺寸、长条状的Al₂O₃·MgO·CaO·CaS复合夹杂物变质为小尺寸、类球状的CeAlO₃·MgO·CaO·CaS复合夹杂物；同时长条状MnS夹杂物消失；热力学计算表明钢中最易生成的稀土夹杂物为CeAlO₃.添加Ce后，盘条显微组织细化，铁素体比例有所提升，粒状贝氏体组织减轻，其尺寸也进一步减小.盘条的硬度、屈服强度和抗拉强度有所降低；室温冲击韧性显著增加，由31.7 J增加至52.3 J，提升65.0%.稀土微合金化盘条硬度、强度的降低以及冲击性能的显著增加有益于其冷镦性能提高.研究结果可为进一步开发新型稀土微合金化冷镦钢提供技术和理论支撑.

关键词

稀土 / 夹杂物 / 20MnTiB冷镦钢 / 粒状贝氏体 / 冲击韧性

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52004180,52204350）; 中国博士后科学基金资助项目（2020M683706XB）; 山西省回国留学人员科研资助项目（2023-080）