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稀土Ce及热处理工艺对U75V重轨钢组织和性能的影响
| 论文题名： | 稀土Ce及热处理工艺对U75V重轨钢组织和性能的影响 |
| 关键词： | 稀土钢;稀土Ce;力学性能;夹杂物;盐雾腐蚀 |
| 摘要： | 近年来，铁路运输密度增大、行车速度提高、运载量增加，对重轨钢的质量要求也越来越高。本文以U75V重轨钢为基础钢种，向钢中添加稀土元素Ce，探究稀土Ce对重轨钢组织、夹杂物及性能的影响。 在实验室条件下，使用真空感应炉冶炼三炉试验钢。通过蔡司金相显微镜、冲击试验机、美特斯万能试验机、盐雾腐蚀试验箱、X射线衍射仪等仪器分析了稀土Ce对U75V重轨钢组织、硬度、冲击功、抗拉强度、腐蚀速率等性能的影响，使用Sigma300场发射扫描电镜对试验钢中夹杂物的成分、形状、尺寸、数量进行统计，并对典型夹杂物进行分析，结果表明： 稀土Ce可以细化试验钢组织，使晶粒分布更加均匀；当稀土Ce含量为22ppm时，试验钢中夹杂物数量减少了52.4%，且总面积最小；添加稀土Ce后，MnS、Al2O3夹杂物均减少，Ce含量为22ppm试验钢中MnS夹杂物数量减少了56.5%，平均面积下降了3.54μm2，单个Al2O3夹杂物数目大幅减少，当稀土Ce含量为46ppm时，试验钢中稀土复合夹杂物增多。 对稀土钢热处理后发现，保温时间为60min时，随着加热温度的提高，平均晶粒尺寸由8.87μm增加至22.36μm，且晶粒更加均匀，夹杂物数量减少、面积呈先增加后减小的趋势。加热温度为1100℃时，随着保温时间的延长，平均晶粒尺寸由11.33μm增加至35.85μm，夹杂物的数量同样减少，但夹杂物面积呈先减小后增大的趋势。 试验钢的冲击韧性、抗拉强度、伸长率随着稀土含量的增加而增大，稀土含量为46ppm时，冲击吸收功由3.45J增加到4.5J，提高了30.4%；抗拉强度小幅度提高，由1052.6MPa增加至1095.8MPa；伸长率由9.81%增加至10.7%；硬度随稀土含量的增加而减小，由原来的383.2HV降低到342.8HV；拉伸断口中心位置出现纤维区，且有少量韧窝出现，由脆性断裂转变为混合型断裂。稀土Ce的加入提高了钢的强韧性。 试验钢在盐雾腐蚀试验中，腐蚀产物均为α-FeOOH、Fe3O4、γ-FeOOH及少量β-FeOOH，随着稀土含量的增加，γ-FeOOH含量减少，α-FeOOH含量增加，耐腐蚀性能有所提升。 |
| 作者： | 樊志明 |
| 专业： | 冶金工程 |
| 导师： | 杨吉春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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