中科院金属所Nature Mater:稀土改善钢材性能的机理研究
纳米技术 纳米 2022-09-10


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通常人们通过向钢中引入稀土的方式制备稀土钢材,这种方法被广泛的应用于改善钢材性能。但是稀土钢材能够表现复杂多变的机械性能,在过去的几十年间,这个问题成为稀土钢材的生产、利用、研究的瓶颈。

有鉴于此,中科院金属所李殿中报道发现导致稀土钢材性质变化的原因来自含有氧的物种掺入导致,并且提出了双重降低氧的方法,在制备钢材的过程中实现了低氧含量,尤其对于以往被人忽视的稀有稀土钢材,实现了优异的和稳定的的稀土效应。

本文要点

(1)

通过加入浓度仅为百万分之一的稀土,钢材的疲劳寿命(fatigure life)就得到显著改善,拉伸-压缩疲劳寿命(tension–compression fatigue life)提高40倍,滚动接触疲劳寿命(rolling contact fatigue life)提高40 %。研究发现稀土的作用是降低碳扩散率,以及延缓奥氏体的晶界上的铁氧体成核速率。

(2)

这项研究工作说明在低氧条件时,稀土元素才能够在钢材的纯化、改性、微合金化中起到关键作用,从而改善稀土钢材的性能。

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参考文献

Li, D., Wang, P., Chen, XQ. et al. Low-oxygen rare earth steels. Nat. Mater. (2022)

DOI: 10.1038/s41563-022-01352-9

https://www.nature.com/articles/s41563-022-01352-9


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