2.25Cr-1Mo-0.25V钢中稀土微合金化的研究

孙忠慧

(中国第一重型机械股份公司铸锻钢事业部，黑龙江161042)

稀土在钢中的应用始于20世纪50年代。由于稀土具有很强的脱硫和脱氧作用，并且能够变质MnS和Al203夹杂物，从而有效地改善钢的性能，因此以净化钢水和变质夹杂物，特别是以稳定变质MnS为目的的“稀土处理钢”成为稀土钢发展的主要内容。而有关稀土在钢中的物理化学行为、稀土的加入方法、作用效果和作用机理等方面的研究成果也极大地促进了稀土处理钢的稳步发展。从20世纪70年代中期开始，西欧、日本的企业成功地发展了Ca喷射冶金技术，有效的降低了钢中的硫含量，再加上逐步兴起的纯净钢生产技术，使钢中硫、氧含量大幅度降低，夹杂物的数量大为减少，夹杂物的形状、尺寸都得到严格的控制，而稀土净化钢水和变质夹杂物的功能在这一时期被淡化。近年来，稀土与微合金化元素钒、铌、钛的相互作用机理及其在微合金高强钢中的应用研究受到广泛重视，但是对于在大型铸锻件中稀土与微合金化元素的作用机理及其对组织和性能的影响研究甚少。为此，本文针对目前2.25Cr-1Mo-0.25V钢中存在的问题，拟采用稀土进行微合金化，初步探讨其应用的可行性。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

采用真空感应熔炼炉冶炼试验用钢，原始料用一重生产的2Cr-1Mo钢，冶炼过程中根据设计成分要求，加入铝钛硼合金、钒铁、铌铁和稀土。化学成分如表1所示。

表1 试验钢的设计化学成分(质量分数，%)Table 1 The designed chemical composition of testing steel

注：J=53%；X=8.2×10-6

按ASME标准要求冶炼3炉Ti、Nb、N含量不同的钢，3炉钢中Ti、Nb、REM含量的变化范围如表2所示。……