La-Ce处理对75Cr1...杂物和耐蚀性影响的工业试验_孟泽.pdf

第5 8卷 第6期 2 0 2 3年6月钢 铁I r o na n dS t e e lV o l.5 8,N o.6,p 1 1 0-1 1 7,1 3 3 J u n e2 0 2 3 D O I:1 0.1 3 2 2 8/j.b o y u a n.i s s n 0 4 4 9-7 4 9 x.2 0 2 2 0 7 8 1L a-C e处理对7 5 C r 1钢夹杂物和耐蚀性影响的工业试验孟 泽1,李光强1,2,3,赵一将1,郑 庆4,曾 斌4,刘 昱1(1.武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北 武汉4 3 0 0 8 1;2.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北 武汉4 3 0 0 8 1;3.武汉科技大学钢铁冶金新工艺湖北省重点验室,湖北 武汉4 3 0 0 8 1;4.湖南华菱涟源钢铁有限公司技术中心,湖南 娄底4 1 7 0 0 9)摘 要:锯片长期在共振、较大侧压力、拉应力以及与冷却介质接触下服役,要求锯片钢具有一定的弹性强度、疲劳强度、冲击韧性和耐蚀性能。钢中非金属夹杂物会打破钢基体的连续性,易引起钢中裂纹的产生,并对钢的耐点蚀性能有着重要的影响。通过对工业试验所生产的不同稀土含量的7 5 C r 1锯片钢进行夹杂物特征分析、电化学极化试验和腐蚀失重试验,研究了稀土处理对7 5 C r 1钢洁净度和耐蚀性的影响。结果表明,适量的稀土处理可以显著脱除钢中氧、硫 元 素,变 质 钢 中 夹 杂 物,提 高 钢 基 体 的 耐 蚀 性。未 添 加 稀 土 的7 5 C r 1钢 中 总 氧 质 量 分 数 为0.0 0 20%,总硫质量分数为0.0 0 12%;钢中典型夹杂物为M g-A l-O复合氧化物夹杂和C a S+M n S夹杂,夹杂物平均尺寸为2.1m;钢的点蚀电位和自腐蚀电位分别为-4 1 0mV和-10 0 0mV。铈质量分数为0.0 1 36%和镧质量分数为0.0 0 72%的7 5 C r 1钢中总氧质量分数和总硫质量分数分别为0.0 0 11%和0.0 0 08%;钢中典型夹杂物为R ExSy+C a S以及少量的A l2O3夹杂,钢中夹杂物的平均尺寸为1.7m,钢中的夹杂物数量呈现出降低的趋势,夹杂物的分布也更加弥散,夹杂物的形状从不规则形状转变为类球状;钢的点蚀电位和自腐蚀电位得到显著提高,分别为-3 3 6mV和-9 8 1mV,自腐蚀电流和腐蚀速率降低;热力学计算表明,稀土硫化物夹杂的浓度积比硫化锰与硫化钙的浓度积小,因而稀土处理7 5 C r 1钢耐点蚀性能得到改善。7 5 C r 1钢作为小批量生产的钢种,避开了稀土处理后连浇堵水口的隐患,因此稀土处理7 5 C r 1钢具有较强的工业适应性。关键词:工业试验;稀土处理;夹杂物特征;氧、硫含量;腐蚀速率;耐蚀性文献标志码:A 文章编号:0 4 4 9-7 4 9 X(2 0 2 3)0 6-0 1 1 0-0 8I n d u s t r i a l e x p e r i m e n t a l o n i n c l u s i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dc o r r o s i o nr e s i s t a n c eo fL a-C e t r e a t e d7 5 C r 1s t e e lME NGZ e1,L IG u a n g q i a n g1,2,3,Z HAOY i j i a n g1,Z HE NGQ i n g4,Z E NGB i n4,L I UY u1(1.T h eS t a t eK e yL a b o r a t o r yo fR e f r a c t o r i e sa n dM e t a l l u r g y,W u h a nU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,W u h a n4 3 0 0 8 1,H u b e i,C h i n a;2.K e yL a b o r a t o r yf o rF e r r o u sM e t a l l u r g ya n dR e s o u r c e sU t i l i z a t i o no fM i n i s t r yo fE d u c a t i o n,Wu h a nU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,Wu h a n4 3 0 0 8 1,H u b e i,C h i n a;3.H u b e iP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yf o rN e wP r o c e s s e so f I r o n m a k i n ga n dS t e e l m a k i n g,W u h a nU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,W u h a n4 3 0 0 8 1,H u b e i,C h i n a;4.T e c h n i c a lC e n t e r,L i a n y u a nI r o na n dS t e e lC o.,L t d.,L o u d i 4 1 7 0 0 9,H u n a n,C h i n a)基金项目:国家自然科学基金资助项目(5 2 0 0 4 1 8 9);湖北省科技厅资助项目(2 0 2 2 B AA 0 2 1,2 0 2 2 C F B 0 5 1);中国博士后科学基金资助项目(2 0 2 2 M 7 2 1 1 0 9);第八届中国科协青年人才托举工程资助项目(2 0 2 2 QN R C 0 0 1)作者简介:孟 泽(1 9 9 7),男,硕士生;E-m a i l:1 1 6 1 3 1 7 6 1 8q q.c o m;收稿日期:2 0 2 2-1 2-1 3通信作者:刘 昱(1 9 9 2),男,博士,副教授;E-m a i l:l i u y u 6 2 9w u s t.e d u.c nA b s t r a c t:T h es a wb l a d eh a sb e e n i ns e r v i c e f o r a l o n g t i m eu n d e r r e s o n a n c e,l a r g e l a t e r a l p r e s s u r e,t e n s i l e s t r e s s a n dc o n t a c tw i t hc o o l i n gm e d i u m,s ot h es a wb l a d es t e e l i sr e q u i r e dt oh a v ec e r t a i ne l a s t i cs t r e n g t h,f a t i g u es t r e n g t h,i m-p a c t t o u g h n e s s a n dc o r r o s i o n r e s i s t a n c e.N o nm e t a l l i c i n c l u s i o n s i ns t e e l c a nb r e a k t h e c o n t i n u i t yo f s t e e lm a t r i x,e a s-i l yc a u s e c r a c k s i ns t e e l,a n dh a v e a n i m p o r t a n t i m p a c t o nt h ep i t t i n gr e s i s t a n c eo f s t e e l.T h e7 5 C r 1s t e e lw i t hd i f f e r-e n t r a r ee a r t hc o n t e n t sw e r ep r o d u c e db yi n d u s t r i a l t e s t.T h ee f f e c to fr a r ee a r t ht r e a t m e n to nt h ec l e a n l i n e s sa n dc o r r o s i o nr e s i s t a n c eo f7 5 C r 1s t e e lw a si n v e s t i g a t e db yi n c l u s i o n sc h a r a c t e r i z a t i o n,t h ee l e c t r o c h e m i c a lp o l a r i z a t i o ne x p e r i m e n t sa n dw e i g h t l o s se x p e r i m e n t s.T h er e s u l t ss h o wt h a t r a r ee a r t hc a ne f f e c t i v e l yr e m o v eO,Se l e m e n t s i ns t e e l,m o d i f yt h e i n c l u s i o n s i ns t e e l a n d i m p r o v e t h ec o r r o s i o nr e s i s t a n c eo f s t e e lm a t r i x.I nt h e7 5 C r 1s t e e lw i t h o u t第6期孟 泽,等:L a-C e处理对7 5 C r 1钢夹杂物和耐蚀性影响的工业试验r a r ee a r t h,t h e t o t a l o x y g e nm a s sp e r c e n t i s0.0 0 20%a n dt h e t o t a l s u l f u rm a s sp e r c e n t i s0.0 0 12%;t h e t y p i c a l i n-c l u s i o n sa r eM g-A l-Oo x i d e i n c l u s i o n s a n dC a S+M n S i n c l u s i o n s,t h ea v e r a g e s i z eo f i n c l u s i o n s i s 2.1m;t h ep i t t i n gc o r r o s i o np o t e n t i a l o f s t e e l i s-4 1 0mV,a n d t h e s e l f-c o r r o s i o np o t e n t i a l o f s t e e l i s-10 0 0mV.Wh e n t h em a s sp e r-c e n t o fC ea n dL a i n7 5 C r 1s t e e l r e a c h e s0.0 1 36%a n d0.0 0 72%,t h et o t a lo x y g e nm a s sp e r c e n t i s0.0 0 11%a n dt h e t o t a l s u l f u rm a s sp e r c e n t i s0.0 0 08%;t h e t y p i c a l i n c l u s i o n s i sR ExSy+C a Sa n dl e s sA l2O3i n c l u s i o n s,t h ea v e r-a g es