稀土La对20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物改质影响研究

炼钢 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (1): 86-94.

稀土La对20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物改质影响研究

汤浩1，2，3，刘爽1，2，3，刘丽霞1，2，3，彭军1，2，3，王亚明4，王桂林5

（1. 内蒙古科技大学稀土产业学院，内蒙古包头 014010；
2. 内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室（内蒙古科技大学），内蒙古包头 014010；
3.教育部轻稀土资源绿色提取与高效利用重点实验室（内蒙古科技大学），内蒙古包头 014010；
4.内蒙古北方重工业集团有限公司，内蒙古包头 014010；
5.山东钢铁股份有限公司，山东济南 271104）

出版日期:2025-02-05 发布日期:2025-01-24

Research on the effect of rare earth La on TiN inclusion modification in 20CrMnTi gear steel

Online:2025-02-05 Published:2025-01-24

摘要/Abstract

摘要：

20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物尺寸及分布直接影响钢的力学及服役性能，控制钢中TiN夹杂物形貌及尺寸分布是提升20CrMnTi齿轮钢性能的有效路径。利用试验及热力学计算等方法，研究了稀土La对20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物的改质行为。结果表明：未加稀土La元素时，析出的TiN微粒会在Al₂O₃核心上析出长大，逐渐成为尺寸较大的方形Al₂O₃-TiN复合相夹杂物，此时钢中含TiN夹杂物主要为纯TiN或Al₂O₃-TiN复合相夹杂物。加入稀土La后，钢中LaAlO₃先于Al₂O₃核心析出，析出的LaAlO₃将作为TiN形核核心，后续析出的TiN会在LaAlO₃核心上异质形核长大，逐渐成为尺寸较小的LaAlO₃-TiN复合相夹杂物，且改质后的TiN夹杂分布较为均匀。稀土La的加入可有效改质钢中TiN夹杂物形貌及尺寸，使得钢中TiN夹杂物由大尺寸棱角尖锐的不规则形状转变为小尺寸夹杂物，此时，钢中含Al₂O₃-TiN复合相夹杂物被改质为LaAlO₃-TiN复合相夹杂物，钢中含TiN夹杂物平均尺寸由4.825μm降至2.846μm。

关键词: 齿轮钢, 夹杂物, 稀土La, 形核核心, 改质

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