过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (10): 1109-1120.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225323
张婷婷, 陈龙, 李阳, 黄明, 陶素芬, 夏云进, 孙桂林*
Tingting ZHANG, Long CHEN, Yang LI, Ming HUANG, Sufen TAO, Yunjin XIA, Guilin SUN*
摘要: 本工作针对废钢循环利用过程中残余元素锑(Sb)在钢中积累导致的晶界偏聚和高温脆性问题,研究了稀土夹杂物诱导含锑相异质析出的机制。通过二维点阵错配度理论计算了代表性稀土夹杂物(Ce2O3, Ce2O2S, CeS)与FeSb相的晶格匹配度,并结合高温熔炼实验验证其形核效能。结果表明,Ce2O3 (0001)/FeSb (0001), Ce2O2S (0001)/FeSb (0001)和CeS (111)/FeSb (0001)的二维错配度分别为2.22%, 1.53%和2.92%,均低于有效形核阈值12%,表明这些夹杂物可作为FeSb异质形核核心。实验发现,添加稀土铈(Ce)后,钢中夹杂物从Al-O, MnS转变为含锑稀土复合夹杂物(如Ce-Sb, Ce-O-Sb),且单位面积夹杂物数量从S-1的29个/mm2增至S-3的137个/mm2,平均尺寸从1.1 μm显著增加至3.1 μm,有效降低了固溶锑含量。本研究为利用稀土夹杂物控制锑析出、减轻晶界偏聚提供了理论依据,对高废钢比电炉钢的质量提升具有重要意义。