專利名稱：一種改善了塑性和韌性的稀土合金及改善稀土合金塑性和韌性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土合金，特別是用作煉鋼添加劑的稀土合金，并涉及改善該合金的塑性、韌性的方法。
稀土元素對(duì)于鋼具有凈化、變性和控制硫化物形態(tài)的作用，近年來(lái)的研究結(jié)果表明，稀土元素對(duì)鋼還有合金化作用并在鋼中有一定的固溶度，即稀土元素在鋼中的行為類似于某些合金元素，從而給稀土元素在鋼中的應(yīng)用指出了新的方向和開(kāi)拓了新領(lǐng)域。稀土元素對(duì)鋼除了有上述作用外，還可以合金元素的狀態(tài)存在于鋼中以進(jìn)一步改善鋼的性能。然而作為合金元素添加劑使用的稀土金屬制品必須有較高的純度，特別是要求稀土金屬制品中的輕稀土元素含量要高，它在鋼中的收得率要高而穩(wěn)定，這樣就對(duì)用作煉鋼的添加劑的稀土材料提出了新的要求。傳統(tǒng)的稀土硅鐵由于存在純度不高，加入鋼中后使鋼增硅及澆注時(shí)堵塞水口問(wèn)題已不適用，而在鋼錠模中吊掛稀土金屬棒、在中注管和結(jié)晶器中喂入稀土金屬絲已成為當(dāng)前用稀土處理鋼水的優(yōu)選方法。然而，這類方法目前在鋼鐵工業(yè)中尚未得到廣泛的應(yīng)用，其原因在于現(xiàn)有的稀土金屬絲和/或棒的韌性和塑性不好，一是難于成型，二是在使用中易產(chǎn)生斷裂而無(wú)法正常使用，比如在用喂絲機(jī)往結(jié)晶器中喂入稀土金屬絲時(shí)，由于經(jīng)常斷絲致使鋼坯報(bào)廢;稀土金屬棒的表面質(zhì)量差，具有很多鋸齒、裂紋，在其中存有大量難以清除的夾雜物，從而污染了鋼水。另外由于該棒很脆，在運(yùn)輸、準(zhǔn)備過(guò)程中斷裂而不能使用，從而造成這種昂貴材料的很大浪費(fèi)。
因此本發(fā)明的目的在于提供一種新的、改善了塑性和韌性的稀土合金。
本發(fā)明的目的還在于提供一種改善稀土合金的塑性和韌性的方法。
本發(fā)明是通過(guò)提供以下的合金而實(shí)現(xiàn)的1、一種稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，余為不可避免的雜質(zhì)，其中La、Ce、Pr和Nd之和≥87%，Y為≥0.25%。
2、一種稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，Mg為0.25～2%，余為不可避免的雜質(zhì)，其中La、Ce、Pr和Nd之和≥87%。
3、一種稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，余為不可避免的雜質(zhì)，其中La≥50%，Y為≥0.25%。
4、一種稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，Mg為0.25～2%，余為不可避免的雜質(zhì)，其中La≥50%。
5、一種稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，余為不可避免的雜質(zhì)，其中Ce≥45%，Y為≥0.25%。
6、一種稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，Mg為0.25～2%，余為不可避免的雜質(zhì)，其中Ce≥45%。
在上述合金中，稀土金屬及其中被專門限定的La、Ce及其含量及La、Ce、Pr和Nd之和的量是為滿足不同的冶金要求而設(shè)定的。稀土金屬及La、Ce及La、Ce、Pr和Nd之和的含量在經(jīng)濟(jì)上可行的前提下為越高越好。
稀土合金的塑性和韌性的改善是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的1、使所述稀土合金中含有(重量%)0.25～3.5%的Mg。
2、對(duì)于生產(chǎn)稀土合金絲而言，所述稀土合金中的Mg含量以(重量%)Mg0.25～2%為宜。
3、或，使所述稀土合金中含有(重量%)≥0.25%的Y。
就改善塑性和韌性而言，本發(fā)明的方法既適用于本發(fā)明的稀土合金也適用于常規(guī)的混合稀土金屬。
上述合金1、3、5中的Y和2、4、6中的Mg是用來(lái)改善該類合金的韌性和塑性。僅單就改善稀土合金的韌性和塑性而言，Y或Mg在其中的含量可以在，比如，Y≥(重量%)0.25%或Mg0.25～3.5%的范圍內(nèi)變動(dòng)。
本發(fā)明的合金是這樣制成的按成分要求將金屬原料進(jìn)行配料，在感應(yīng)爐中置鐵芯升溫，其上覆以KCl，通電使之熔化后再加配好的金屬原料，在950～1550℃的溫度下使其全熔，用鉬棒充分?jǐn)嚢?，靜置保溫使渣充分上浮后，然后在同樣溫度條件下鑄成錠。
用本申請(qǐng)人的已授權(quán)的ZL91105686專利方法將上述鑄成的錠擠壓成φ2.5～5.0mm的絲或φ6～30mm的棒具有極好的韌性和塑性。將所述的絲在φ50mm的園棒上纏繞半周，然后再拉直可重復(fù)10～100次才斷裂，而YB/T010-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凡能經(jīng)受三次上述試驗(yàn)的混合稀土金屬絲即為合格。將所述的棒以5m的高度自由落下到堅(jiān)硬地面10次而不斷，且表面光滑，無(wú)鋸齒、裂紋。由本發(fā)明的稀土合金制成的絲用于喂絲機(jī)時(shí)，無(wú)斷裂事故，所制成的棒在運(yùn)輸、準(zhǔn)備過(guò)程中無(wú)斷裂現(xiàn)象，它們?cè)诒挥米鳠掍撎砑觿r(shí)，完全滿足了冶金要求。
實(shí)施例1在DGf-R-103-3型150Kg容量的中頻感應(yīng)爐中放入鐵芯再加入KCl10Kg后通電升溫，待KCL熔化后升溫至800℃取出鐵芯，然后往坩堝中加入按所需合金成分配好的混合稀土粗錠80kg，升溫使之全熔后，用鉬棒攪拌2分鐘，靜置保溫4分鐘，除去表層熔渣后將金屬液鑄成2kg的錠，其成分為(重量%)稀土金屬98.5%，其中La+Ce+Pr+Nd＝95%、Y＝1%。將此錠冷卻后，在YA-32-315四柱式萬(wàn)能液壓機(jī)上裝上模具底座，上面放一個(gè)3.3mm的成型模具，將上述錠和模具放入電阻爐中，在400℃的溫度下同時(shí)加熱20分鐘以進(jìn)行預(yù)熱，然后將經(jīng)預(yù)熱的錠放在壓模中以150kg/cm2的壓力以1.3米/秒的出絲速度擠壓，擠壓出的絲經(jīng)噴油冷卻。將所得的絲在φ50mm的圓棒上纏繞半周后拉直，重復(fù)此樣操作26次該絲才斷裂。該絲表面光滑、無(wú)鋸齒、裂紋。
實(shí)施例2以類似于實(shí)施例1的步驟生產(chǎn)出成分為(重量%)稀土金屬98.5%、La+Ce+Pr+Nd＝96.5%、Mg＝1%的錠，其中Mg是以鎂塊的形式在KCl熔化后加入的。將該錠以類同于實(shí)施例1中所述的成型步驟擠壓成Φ18mm的棒，該棒表面光滑、無(wú)鋸齒、裂紋。在5米高處往堅(jiān)硬的水泥地面上自由落下10次不斷裂。
實(shí)施例3以類似于實(shí)施例1的方法生產(chǎn)出成分為(重量%)稀土金屬98%，其中La+Ce+Pr+Nd＝95%、Y＝0.5%，直徑為φ6mm的棒，該棒在5米高處往堅(jiān)硬的水泥地面上自由落下18次后斷裂。該棒表面光滑、無(wú)鋸齒、裂紋。
權(quán)利要求
1.一種用作煉鋼添加劑的稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，其中La、Ce、Pr和Nd之和≥87%，Y≥0.25%，余為不可避免的雜質(zhì)。
2.一種用作煉鋼添加劑的稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，其中La、Ce、Pr和Nd之和≥87%，此外還含Mg為0.25～2%，余為不可避免的雜質(zhì)。
3.一種用作煉鋼添加劑的稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，其中La≥50%，Y≥0.25%，余為不可避免的雜質(zhì)。
4.一種用作煉鋼添加劑的稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，其中La≥50%，此外還含0.25～2%的Mg。
5.一種用作煉鋼添加劑的稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，其中Ce≥45%，Y≥0.25%。
6.一種用作煉鋼添加劑的稀土合金，其組成為(重量%)稀土金屬≥96%，其中Ce≥45%，此外還含0.25～2%的Mg。
7.一種改善稀土合金的塑性和韌性的方法，其特征在于使該合金中含有0.25～3.5%(重量)的Mg。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其特征為使所述的合金中含有0.25～2%(重量)的Mg。
9.一種改善稀土合金的塑性和韌性的方法，其特征為使該合金中含有≥0.25%(重量)的Y。
全文摘要
含稀土金屬≥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，使該合金具有良好的塑性和韌性，從而使該合金可被擠壓成表面光滑的、又不易斷裂的、可用于喂絲機(jī)的絲或吊掛于鋼錠模中的棒。
文檔編號(hào)C22C35/00GK1099426SQ9410807
公開(kāi)日1995年3月1日 申請(qǐng)日期1994年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月9日
發(fā)明者左生華, 鞠遠(yuǎn)峰 申請(qǐng)人:湖北省結(jié)晶硅廠