微量Ce對EH36船板鋼夾雜物、組織和耐腐蝕性能的影響.pdf

1、近年來，隨著船舶逐漸向大型化、輕型化、環(huán)保化以及海洋工程的深?；较虬l(fā)展，對船板鋼的強度、低溫韌性、焊接性能和耐腐蝕性能提出了更高的要求。普通船板鋼已經(jīng)不能滿足船體結構的要求，高強度的船板鋼在船舶制造業(yè)中的使用比例在不斷提高。此外，受全球金融危機的影響，船舶市場急劇萎縮，船舶制造業(yè)用鋼市場形勢嚴峻，船板鋼生產(chǎn)企業(yè)同質化競爭越來越激烈。鑒于我國船板鋼質量水平和國外水平還有一定差距，開發(fā)高強度及超高強度船板鋼，改善船板鋼的韌性、焊接性能以及

2、耐腐蝕性能不僅可以提高鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟效益，減小同質化競爭的壓力，同時也符合國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略的方向要求。
　　本研究以應用廣泛的EH36高強度船板鋼作為研究對象，旨在開發(fā)低成本、高性能的船板鋼生產(chǎn)關鍵技術。通過向鋼中添加不同[Ce]含量后，利用掃描電子顯微鏡、光學金相顯微鏡、電化學工作站等檢測設備分析、研究了[Ce]含量對EH36船板鋼夾雜物、組織和耐腐蝕性能的影響，并探討了添加Ce后鋼中Al2O3夾雜物的演變機理以及含Ce夾雜物誘

3、發(fā)晶內(nèi)針狀鐵素體形核的機制。通過本研究所觀察到的實驗結果和相關機理的分析，為稀土元素在船板鋼的實際生產(chǎn)應用提供技術數(shù)據(jù)支撐。
　　通過相關計算以及對實驗數(shù)據(jù)的分析和討論，本實驗得出以下結論：
　　(1) EH36船板鋼中的夾雜物主要是Al2O3和MnS，形狀不規(guī)則，尺寸均大于5μm。經(jīng)過Ce處理后，夾雜物逐漸轉變?yōu)锳l2O3和Ce2O2S以及MnS和Ce2O2S的復合夾雜物，當[Ce]含量達到0.026％時，夾雜物完全轉變?yōu)?/p>

4、小尺寸的Ce2O2S夾雜物。
　　(2)隨著[Ce]含量的增加，小尺寸夾雜物(＜2μm)所占的比例先增加后減小，當[Ce]含量為0.026%時，尺寸小于2μm的夾雜物所占的比例最大，達到87%，此時夾雜物最為細小，且彌散分布，當[Ce]達到0.034%時，大于5μm的夾雜物所占比例有所增加。
　　(3)向鋼中添加Ce，可以細化鋼的顯微組織，隨著[Ce]的增加，晶內(nèi)針狀鐵素體先增多后減少，當鋼中[Ce]含量為0.026%時，晶

5、內(nèi)針狀鐵素體含量達到最大值。
　　(4)向鋼中添加 Ce，可以顯著提高船板鋼的自腐蝕電位和極化電阻，從而提高EH36船板鋼的耐腐蝕性能，當[Ce]含量為0.026%時，EH36船板鋼的耐腐蝕性能最好。
　　(5)相關熱力學計算表明，在本實驗條件下，Ce2O2S生成吉布斯自由能最負，因此，向鋼中添加Ce，優(yōu)先析出Ce2O2S。動力學分析表明，夾雜物的演變過程主要受 Ce3+和 Al3+在夾雜物和反應生成的中間層的擴散速率控制。