Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Содержание кислорода в стали перед раскислением 4
1.2. Раскислительная способность элементов 5
1.3. Редкоземельные металлы (РЗМ) 11
1.4. Структура атомов РЗМ 11
1.5. Особенности получения редкоземельных металлов 13
1.6. Применение редкоземельных металлов в металлургии 14
1.7. Модифицирование сталей редкоземельными металлами 16
1.8. Комплексные сплавы, содержащие РЗМ 18
1.9. Процессы взаимодействия с кислородом редкоземельных элементов в глубоко
рафинированном жидком металле 19
1.10. Церий 21
1.11. Лантан 21
1.12. Гадолиний 22
1.13. Поверхность растворимости компонентов в металле системы Fe-La-O 22
1.14. ПРКМ системы Fe-Ce-O 23
1.15. ПРКМ системы Fe-Ce-La-O 24
1.16. Техника введения редкоземельных металлов 25
1.17. Присадки РЗМ в ковш 26
1.18. Присадка в изложницу 27
2. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Печь Таммана 28
2.2. Растровая микроскопия 29
2.3. Микроскоп электронный растровый JEOL JSM-6460LV 32
2.4. Газоанализатор на углерод и серу LECO CS 230 34
З. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Подготовка шихты 35
3.2. Плавка и легирование 35
3.3. Исследование образцов 36
Выводы 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
Чтобы снизить концентрацию кислорода в металле, на завершающих стадиях выплавки или при рафинировании в агрегатах комплексной обработки стали проводят её раскисление. Раскисление - это элемент технологии выплавки стали, где происходит искусственное снижение концентрации кислорода в жидком металле до необходимого уровня. Обычно раскисление проводят введением в жидкий металл (перед выпуском или в ковше) веществ, снижающих растворимость кислорода. Основные задачи раскисления стали заключается в понижении активности растворенного в металле кислорода до определенных значений и в очищении металла от продуктов раскисления - неметаллических включений.
По степени раскисленности сталь разделяют на спокойную, полуспокой- ную и кипящую. В спокойной стали остаточное содержание кислорода наименьшее, ниже равновесного с углеродом. Это сталь, раскисленная веществами, обладающими большим сродством к кислороду, например, это Al, Si, Ti, Zr, редкоземельные элементы. При кристаллизации в таких сталях-,_ газовые пузыри в слитках не образуются. Полуспокойная сталь по содержанию остаточного кислорода занимает промежуточное положение между спокойной и кипящей сталями. Добавки раскислителей в полуспокойную сталь регулируется таким образом, чтобы при кристаллизации только часть углерода окислялась, растворенным кислородом и образовалось некоторое количество вытесняемых в головную часть слитка газовых пузырей, достаточных для компенсации усадки металла при кристаллизации. В кипящей стали содержание остаточного кислорода после раскисления стали выше равновесного с углеродом. Концентрация кислорода в кипящей стали определяется в основном содержанием углерода. При кристаллизации такой стали между растворенным в металле углеродом и кислородом протекают химические реакции с выделением оксида углерода.
В общем случае, раскисление стали является сложным физико-химическим процессом, в котором протекают накладывающиеся друг на друга следующие этапы - растворение раскислителей, их распределение в объеме металла, взаимодействие раскислителей с кислородом, растворенным в металле, зарождение частиц продуктов раскисления и их всплывание, взаимодействие продуктов раскисления между собой. [1]
Изучены неметаллические включения, образовавшиеся в стали после введения в металл церия, гадолиния и сплава Gd и Ce.
Установлено изменение размера неметаллических включений последующим введением в сталь РЗМ.
Установлено, что неметаллические включения имеют округлые формы.
В случае наличия кальция в металле в значительном количестве он связывается с серой.
