CN1031209C

CN1031209C - 一种改善了塑性和韧性的稀土合金及改善稀土合金塑性和韧性的方法

Info

Publication number: CN1031209C
Application number: CN 94108075
Authority: CN
Inventors: 左生华; 鞠远峰
Original assignee: CRYSTALLINE SILICON FACTORY HUBEI PROV
Current assignee: Jingshan Shenghua rare earth Co., Ltd.
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: CN1099426A

Abstract

含稀土金属≥96%(重量)的稀土合金，其中La+Ce+Pr+Nd≥87%(重量)，或Ce≥45%(重量)，或La≥50%(重量)。由于上述稀土合金中含有≥0.25%(重量)的Y或0.25～3.5%(重量)的Mg，使该合金具有良好的塑性和韧性，从而使该合金可被挤压成表面光滑的、又不易断裂的、可用于喂丝机的丝或吊挂于钢锭模中的棒。

Description

一种改善了塑性和韧性的稀土合金及改善稀土合金塑性和韧性的方法

本发明涉及一种稀土合金，特别是用作炼钢添加剂的稀土合金，并涉及改善该合金的塑性、韧性的方法。

稀土元素对于钢具有净化、变性和控制硫化物形态的作用，近年来的研究结果表明，稀土元素对钢还有合金化作用并在钢中有一定的固溶度，即稀土元素在钢中的行为类似于某些合金元素，从而给稀土元素在钢中的应用指出了新的方向和开拓了新领域。稀土元素对钢除了有上述作用外，还可以合金元素的状态存在于钢中以进一步改善钢的性能。然而作为合金元素添加剂使用的稀土金属制品必须有较高的纯度，特别是要求稀土金属制品中的轻稀土元素含量要高，它在钢中的收得率要高而稳定，这样就对用作炼钢的添加剂的稀土材料提出了新的要求。传统的稀土硅铁由于存在纯度不高，加入钢中后使钢增硅及浇注时堵塞水口问题已不适用，而在钢锭模中吊挂稀土金属棒、在中注管和结晶器中喂入稀土金属丝已成为当前用稀土处理钢水的优选方法。然而，这类方法目前在钢铁工业中尚未得到广泛的应用，其原因在于现有的稀土金属丝和/或棒的韧性和塑性不好，一是难于成型，二是在使用中易产生断裂而无法正常使用，比如在用喂丝机往结晶器中喂入稀土金属丝时，由于经常断丝致使钢坯报废；稀土金属棒的表面质量差，具有很多锯齿、裂纹，在其中存有大量难以清除的夹杂物，从而污染了钢水。另外由于该棒很脆，在运输、准备过程中断裂而不能使用，从而造成这种昂贵材料的很大浪费。

因此本发明的目的在于提供一种新的、改善了塑性和韧性稀土合金。

本发明的目的还在于提供一种改善稀土合金的塑性和韧性的方法。

本发明是通过提供以下的合金而实现的：

1、一种稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，余为不可避免的杂质，其中La、Ce、Pr和Nd之和≥87％，Y为≥0.25％。

2、一种稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，Mg为0.25～2％，余为不可避免的杂质，其中La、Ce、Pr和Nd之和为≥87％。

3、一种稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，余为不可避免的杂质，其中La≥50％，Y为≥0.25％。

4、一种稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％、Mg为0.25～2％，余为不可避免的杂质，其中La≥50％。

5、一种稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，余为不可避免的杂质，其中Ce≥45％。Y为≥0.25％。

6、一种稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，Mg为0.25～2％，余为不可避免的杂质，其中Ce≥45％。

在上述合金中，稀土金属及其中被专门限定的La、Ce及其含量及La、Ce、Pr和Nd之和的量是为满足不同的冶金要求而设定的。稀土金属及La、Ce及La、Ce、Pr和Nd之和的含量在经济上可行的前提下为越高越好。

稀土合金的塑性和韧性的改善是通过以下技术方案实现的：

1、使所述稀土合金中含有(重量％) 0.25～3.5％的Mg。

2、对于生产稀土合金丝而言，所述稀土合金中的Mg含量以(重量％)Mg0.25～2％为宜。

3、或，使所述稀土合金中含有(重量％)≥0.25％的Y。

就改善塑性和韧性而言，本发明的方法既适用于本发明的稀土合金也适用于常规的混合稀土金属。

上述合金1、3、5中的Y和2、4、6中的Mg是用来改善该类合金的韧性和塑性。仅单就改善稀土合金的韧性和塑性而言，Y或Mg在其中的含量可以在，比如，Y≥(重量％)0.25％或Mg0.25～3.5％的范围内变动。

本发明的合金是这样制成的：按成分要求将金属原料进行配料，在感应炉中置铁芯升温，其上覆以KCl，通电使之熔化后再加配好的金属原料，在950～1550℃的温度下使其全熔，用钼棒充分搅拌，静置保温使渣充分上浮后，然后在同样温度条件下铸成锭。

用本申请人的已授权的ZL91105686专利方法将上述铸成的锭挤压成φ2.5～5.0mm的丝或φ6～30mm的棒具有极好的韧性和塑性。将所述的丝在φ50mm的园棒上缠绕半周，然后再拉直可重复10～100次才断裂，而YB/T010—92标准规定凡能经受三次上述试验的混合稀土金属丝即为合格。将所述的棒以5m的高度自由落下到坚硬地面10次而不断，且表面光滑，无锯齿、裂纹。由本发明的稀土合金制成的丝用于喂丝机时，无断裂事故，所制成的棒在运输、准备过程中无断裂现象，它们在被用作炼钢添加剂时，完全满足了冶金要求。

实施例1

在DGf—R—103—3型150Kg容量的中频感应炉中放入铁芯再加入KC110Kg后通电升温，待KCL熔化后升温至800℃取出铁芯，然后往坩埚中加入按所需合金成分配好的混合稀土粗锭80kg，升温使之全熔后，用钼棒搅拌2分钟，静置保温4分钟，除去表层熔渣后将金属液铸成2kg的锭，其成分为(重量％)：稀土金属98.5％，其中La＋Ce＋Pr＋Nd＝95％、Y＝1％。将此锭冷却后，在YA-32-315四柱式万能液压机上装上模具底座，上面放一个3.3mm的成型模具，将上述锭和模具放入电阻炉中，在400℃的温度下同时加热20分钟以进行预热，然后将经预热的锭放在压模中以150kg/cm²的压力以1.3米/秒的出丝速度挤压，挤压出的丝经喷油冷却。将所得的丝在φ50mm的圆棒上缠绕半周后拉直，重复此样操作26次该丝才断裂。该丝表面光滑、无锯齿、裂纹。

实施例2

以类似于实施例1的步骤生产出成分为(重量％)：稀土金属98.5％、La＋Ce＋Pr＋Nd＝96.5％、Mg＝1％的锭，其中Mg是以镁块的形式在KCl熔化后加入的。将该锭以类同于实施例1中所述的成型步骤挤压成φ18mm的棒，该棒表面光滑、无锯齿、裂纹。在5米高处往坚硬的水泥地面上自由落下10次不断裂。

实施例3

以类似于实施例1的方法生产出成分为(重量％)：稀土金属98％，其中La＋Ce＋Pr＋Nd＝95％、Y＝0.5％，直径为φ6mm的棒，该棒在5米高处往坚硬的水泥地面上自由落下18次后断裂。该棒表面光滑、无锯齿、裂纹。

Claims

1.一种用作炼钢添加剂的稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，其中La、Ce、Pr和Nd之和≥87％，Y≥0.25％，余为不可避免的杂质。

2.一种用作炼钢添加剂的稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，其中La、Ce、Pr和Nd之和≥87％，此外还含Mg为0.25～2％，余为不可避免的杂质。

3.一种用作炼钢添加剂的稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，其中La≥50％，Y≥0.25％，余为不可避免的杂质。

4.一种用作炼钢添加剂的稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，其中La≥50％，此外还含0.25～2％的Mg。

5.一种用作炼钢添加剂的稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，其中Ce≥45％，Y≥0.25％。

6.一种用作炼钢添加剂的稀土合金，其组成为(重量％)：稀土金属≥96％，其中Ce≥45％，此外还含0.25～2％的Mg。

7.一种改善稀土合金的塑性和韧性的方法，其特征在于使该合金中含有0.25～3.5％(重量)的Mg。

8.权利要求7所述的方法，其特征为使所述的合金中含有0.25～2％(重量)的Mg。

9.一种改善稀土合金的塑性和韧性的方法，其特征为使该合金中含有≥0.25％(重量)的Y。