稀土在冶金方面的应用

1、 一、一、稀土冶金简史：稀土冶金简史： 稀土冶金及其应用的三个时代划分： （一）摇篮时代（一）摇篮时代（17871949） 从发现钇土元素到现在并分离出钷，用了 153年，直到1947年参与美国曼哈顿计划 的科学家发明了用离子交换的方法分离相 邻的稀土元素，结束了稀土的摇篮时代。 1787年 瑞典军官 阿伦尼乌斯 钇 1794年 芬兰化学家 加林多 新土 1947年 马林斯基 钷 （二）启蒙时代（二）启蒙时代（19501969） 美国学者 斯佩丁 改进离子交换工艺，制备千克级 纯净单一稀土元素 有机溶剂萃取法用于稀土粗分离 （三）黄金时代（三）黄金时代（1970现在）现在） 70年代后期 液液

2、萃取：流程短、处理量大、成 本低 中国稀土工业的崛起 稀土资源储量占世界80%， 1986年后，产量第一，出口第一，应用第二。 LaNi5储氢性能 70年代 稀土用以钢铁工业 在REFe2相中发现磁致伸缩 1986年 稀土钡铜氧系陶瓷超导体发现 二、稀土在钢铁中的应用二、稀土在钢铁中的应用 钢铁工业一直是使用稀土最多的领域，钢铁工业一直是使用稀土最多的领域， 稀土在钢中的加入量很少，处理工艺也稀土在钢中的加入量很少，处理工艺也 较为简单，具有费用少而作用大的效果。较为简单，具有费用少而作用大的效果。 稀土在钢铁中最重要的应用是作为钢稀土在钢铁中最重要的应用是作为钢 中的添加剂和作为铸铁的球化剂

3、。中的添加剂和作为铸铁的球化剂。 作为添加剂，稀土有净化、变质和微合金作为添加剂，稀土有净化、变质和微合金 化作用，可减少和改善刚中所含夹杂物的化作用，可减少和改善刚中所含夹杂物的 数量、形态和组织结构，从而显著提高钢数量、形态和组织结构，从而显著提高钢 铁的强度和韧性，提高钢的耐高温氧化性铁的强度和韧性，提高钢的耐高温氧化性 能、热加工性能耐磨性、耐蚀性。能、热加工性能耐磨性、耐蚀性。 建筑抗裂添加剂建筑抗裂添加剂钢纤维钢纤维 l作为球化剂，稀土能中和金属中的作为球化剂，稀土能中和金属中的 反球化元素，提高铸铁在高温下的机反球化元素，提高铸铁在高温下的机 械性能和耐磨性、韧性等改善铸铁质械性

4、能和耐磨性、韧性等改善铸铁质 量。量。 低硅球化剂低硅球化剂 球化剂，稀土镁合金，稀土镁硅铁合球化剂，稀土镁合金，稀土镁硅铁合 12.1.2 稀土在钢中的作用稀土在钢中的作用 12.1.2.1稀土在钢中应用有三大作用稀土在钢中应用有三大作用 （1）净化钢液净化钢液: : 稀土具有脱氧、脱硫作用，减少并细化钢中稀土具有脱氧、脱硫作用，减少并细化钢中 夹杂物。钢中加入稀土，可以置换钢中可能夹杂物。钢中加入稀土，可以置换钢中可能 生成的硫化锰、氧化生成的硫化锰、氧化铝铝和硅铝酸盐夹杂物中和硅铝酸盐夹杂物中 的氧与硫，形成稀土化合物。这些化合物中的氧与硫，形成稀土化合物。这些化合物中 有部分从钢液中上

5、浮进入渣中，从而使钢液有部分从钢液中上浮进入渣中，从而使钢液 中的夹杂物减少，钢液得到净化，这就是稀中的夹杂物减少，钢液得到净化，这就是稀 土对钢的净化作用。土对钢的净化作用。 （2）变质夹杂）变质夹杂: 稀土加入钢中生成球状稀土硫化物稀土加入钢中生成球状稀土硫化物 或硫氧化物，取代长条状硫化锰夹或硫氧化物，取代长条状硫化锰夹 杂，使硫化物形态得到完全控制，杂，使硫化物形态得到完全控制， 提高钢的韧塑性特别是横向冲击韧提高钢的韧塑性特别是横向冲击韧 性，改善钢材的各向异性。稀土使性，改善钢材的各向异性。稀土使 高硬度的氧化铝夹杂转变成球状硫高硬度的氧化铝夹杂转变成球状硫 氧化物及铝酸稀土，显著

6、地提高钢氧化物及铝酸稀土，显著地提高钢 的抗疲劳性能。的抗疲劳性能。 （3）微合金化）微合金化: 稀土在钢中有一定的固溶量，在钢中同夹杂物反稀土在钢中有一定的固溶量，在钢中同夹杂物反 应生成的稀土化合物熔点较高它在晶界的偏聚能应生成的稀土化合物熔点较高它在晶界的偏聚能 抑制磷硫及低熔点杂质铅、锡、砷、锑、铋在晶抑制磷硫及低熔点杂质铅、锡、砷、锑、铋在晶 界的偏析或与这些杂质形成熔点较高的化合物，界的偏析或与这些杂质形成熔点较高的化合物， 消除低熔点杂质的有害作用；稀土净化和强化晶消除低熔点杂质的有害作用；稀土净化和强化晶 界，阻碍晶间裂纹的形成和扩展，有利于改善塑界，阻碍晶间裂纹的形成和扩展，

7、有利于改善塑 性尤其是高温塑性；稀土能抑制动态再结晶、细性尤其是高温塑性；稀土能抑制动态再结晶、细 化晶粒和沉淀相尺寸并促进铁素体中化晶粒和沉淀相尺寸并促进铁素体中Nb（C、 N），（），（Nb、Ti）（）（C、N）和）和V（C、N）的析）的析 出；溶解的稀土可改变渗碳体的组成和结构并使出；溶解的稀土可改变渗碳体的组成和结构并使 碳化物球化、细化和均匀分布。碳化物球化、细化和均匀分布。 稀土既是优良的变质剂，也是一种强效微稀土既是优良的变质剂，也是一种强效微 合金元素。稀土具有捕氢性，能使钢的氢合金元素。稀土具有捕氢性，能使钢的氢 致延迟断裂性能得以改善；稀土可提高耐致延迟断裂性能得以改善；稀

8、土可提高耐 候钢、不锈钢的抗腐蚀性能，耐热钢的抗候钢、不锈钢的抗腐蚀性能，耐热钢的抗 氧化性能和高温强度，弹簧钢、齿轮钢和氧化性能和高温强度，弹簧钢、齿轮钢和 轴承钢的抗疲劳性能，难变形高合金钢的轴承钢的抗疲劳性能，难变形高合金钢的 热塑性，钢轨及耐磨材料的耐磨性等。热塑性，钢轨及耐磨材料的耐磨性等。 高耐磨稀土金属高耐磨稀土金属 钢中加入稀土后，一般能使钢板、钢中加入稀土后，一般能使钢板、 无缝钢管的横向冲击韧性提高无缝钢管的横向冲击韧性提高50% 以上，耐腐蚀性能提高以上，耐腐蚀性能提高60%，同时，同时 提高其他性能。每吨钢加稀土提高其他性能。每吨钢加稀土300 克左右，但作用十分显著，

9、真可谓克左右，但作用十分显著，真可谓 四两拨千斤。四两拨千斤。 无缝钢管无缝钢管 对钢进行稀土处理，具有投资少、无污染、见效对钢进行稀土处理，具有投资少、无污染、见效 快、经济效益高的特点。北京钢铁研究总院与武快、经济效益高的特点。北京钢铁研究总院与武 汉钢铁公司共同做的几种钢的盐雾腐蚀对比试验汉钢铁公司共同做的几种钢的盐雾腐蚀对比试验 结果表明，稀土耐候钢的耐腐蚀性能是普通钢结果表明，稀土耐候钢的耐腐蚀性能是普通钢 （Q235）的近）的近2倍，超过了国际名牌耐候钢美国倍，超过了国际名牌耐候钢美国 的的Corten钢的水平。钢的水平。 中科院沈阳金属研究所研制了一种水电站水轮机、中科院沈阳金属

10、研究所研制了一种水电站水轮机、 水泵用加稀土的不锈钢，抗磨损性能比目前国内水泵用加稀土的不锈钢，抗磨损性能比目前国内 外使用最多的外使用最多的0Cr13Ni4Mo钢提高近钢提高近1倍。该所做倍。该所做 了大量对比试验，这种不锈钢加适量稀土（了大量对比试验，这种不锈钢加适量稀土（0.3%） 比不加稀土的性能大幅度提高，稀土对合金抗腐比不加稀土的性能大幅度提高，稀土对合金抗腐 蚀、抗磨损和抗磨蚀性能分别比不加稀土的合金蚀、抗磨损和抗磨蚀性能分别比不加稀土的合金 提高提高57%、55%、83%。 （2）稀土处理钢也有缺点：）稀土处理钢也有缺点： 1）稀土夹杂物比重大，一般在）稀土夹杂物比重大，一般在

11、5.5 6.5之间，不易上浮，特别是当稀土之间，不易上浮，特别是当稀土 加入过量时，会增加钢中的夹杂，甚加入过量时，会增加钢中的夹杂，甚 至产生脆性的稀土与铁的金属间化合至产生脆性的稀土与铁的金属间化合 物恶化钢的性能。通过计算机仿真计物恶化钢的性能。通过计算机仿真计 算，确定最佳稀土加入量和稀土喂丝算，确定最佳稀土加入量和稀土喂丝 机的自动化，可以实现稀土加入量的机的自动化，可以实现稀土加入量的 准确控制，达到提高钢质的目的。准确控制，达到提高钢质的目的。 2）稀土处理钢浇注时水口易结瘤，用强脱）稀土处理钢浇注时水口易结瘤，用强脱 氧剂如氧剂如A1、Zr脱氧时，也常出现水口结瘤脱氧时，也常出

12、现水口结瘤 问题。目前是采用在连铸结晶器喂稀土丝，问题。目前是采用在连铸结晶器喂稀土丝， 绕开水口的方法来解决这个问题。杜挺、绕开水口的方法来解决这个问题。杜挺、 韩其勇、王常珍教授指出，用熔融石英水韩其勇、王常珍教授指出，用熔融石英水 口和锆质水口，对防止含稀土钢水口的结口和锆质水口，对防止含稀土钢水口的结 瘤具有较好效果。瘤具有较好效果。 3）稀土金属的价格较贵。稀土金属丝和棒）稀土金属的价格较贵。稀土金属丝和棒 的价格是的价格是99.8万元万元/吨，比硅钙合金贵，吨，比硅钙合金贵， 这影响了稀土钢的扩大推广。这影响了稀土钢的扩大推广。 12.1.2.2我国稀土钢的现状我国稀土钢的现状 稀

13、土钢产量由稀土钢产量由1985年的年的11万吨增长万吨增长 到到2003年的年的90万吨，品种达万吨，品种达80多个，多个， 为国家创造巨大的经济效益和社会效为国家创造巨大的经济效益和社会效 益，仅益，仅1996年到年到1999年，我国共生年，我国共生 产稀土钢产稀土钢239万吨，为国家新增直接万吨，为国家新增直接 经济效益经济效益7.27亿元，间接效益亿元，间接效益36.35 亿元。亿元。 在稀土喂丝机的研制方面，包头稀土研究在稀土喂丝机的研制方面，包头稀土研究 院、武汉钢铁公司二炼钢厂等单位曾取得院、武汉钢铁公司二炼钢厂等单位曾取得 过长足的进步。稀土丝、棒和稀土硅化物过长足的进步。稀土丝

14、、棒和稀土硅化物 合金、稀土硅铁包芯线产品，也较好地满合金、稀土硅铁包芯线产品，也较好地满 足了各钢厂发展稀土钢的需要。足了各钢厂发展稀土钢的需要。 稀土处理钢稀土处理钢 稀土钢新品种的开发，取得了重大的成绩。稀土钢新品种的开发，取得了重大的成绩。 包钢（集团）公司、北京钢铁研究总院、铁包钢（集团）公司、北京钢铁研究总院、铁 道部属科研院联合研制的稀土铌重轨，耐磨道部属科研院联合研制的稀土铌重轨，耐磨 寿命比寿命比U74、U71Mn重轨提高重轨提高50%以上，以上， 1997年通过了冶金部和铁道部的联合鉴定。年通过了冶金部和铁道部的联合鉴定。 武钢在集装箱钢板的三个仿国外钢种武钢在集装箱钢板的

15、三个仿国外钢种 SS400、SPA-H、SM490A中，通过加稀中，通过加稀 土提高了冷弯性能，增强了在国际市场的竞土提高了冷弯性能，增强了在国际市场的竞 争力，争力，1996年到年到1999年共出口或以产顶进年共出口或以产顶进 46万吨，创汇万吨，创汇1.54亿美元。亿美元。 12.1.2.3存在的问题存在的问题 存在的主要问题存在的主要问题: 一是稀土加入工艺及设备较落后一是稀土加入工艺及设备较落后; 二是稀土钢的品种和产量少二是稀土钢的品种和产量少; 三是稀土在各类钢中的作用机理研究还三是稀土在各类钢中的作用机理研究还 很不深入。很不深入。 我国稀土在钢中应用虽然取得了较大成绩，但是我国

16、稀土在钢中应用虽然取得了较大成绩，但是 钢中稀土的加入工艺和设备尚满足不了从国外引钢中稀土的加入工艺和设备尚满足不了从国外引 进的炼钢和炉外精炼设备高度自动化、连续化的进的炼钢和炉外精炼设备高度自动化、连续化的 要求。包钢从德国引进的大方坯、大圆坯连铸生要求。包钢从德国引进的大方坯、大圆坯连铸生 产线，年产量产线，年产量120万吨，急需解决稀土加入工艺万吨，急需解决稀土加入工艺 问题，以生产铁道部急需的稀土、铌重轨等重要问题，以生产铁道部急需的稀土、铌重轨等重要 钢种；宝钢和武钢三炼钢的高拉速板坯连铸生产钢种；宝钢和武钢三炼钢的高拉速板坯连铸生产 线，国产的老式稀土喂丝机已不配套，需研究新线，

17、国产的老式稀土喂丝机已不配套，需研究新 一代自动化喂丝机以解决高拉速板坯连铸稀土加一代自动化喂丝机以解决高拉速板坯连铸稀土加 入工艺问题；还有连铸中间包稀土加入工艺问题、入工艺问题；还有连铸中间包稀土加入工艺问题、 稀土处理与其他炉外精炼工艺相结合的问题、小稀土处理与其他炉外精炼工艺相结合的问题、小 方坯连铸稀土加入工艺问题等，都需要研究解决。方坯连铸稀土加入工艺问题等，都需要研究解决。 我国大批量生产的稀土钢品种仅我国大批量生产的稀土钢品种仅9个钢个钢 号，稀土处理钢产量占总钢产量的比例号，稀土处理钢产量占总钢产量的比例 不到不到1%，而美国是，而美国是5%，差距不小。稀，差距不小。稀 土在

18、各类钢中的作用机理研究，还极不土在各类钢中的作用机理研究，还极不 深入，成果的权威性不大，科研经费短深入，成果的权威性不大，科研经费短 缺是主要原因。缺是主要原因。 12.1.2.4国外稀土处理钢发展简况国外稀土处理钢发展简况 20世纪世纪70年代美国、西欧、日本以及苏联等，年代美国、西欧、日本以及苏联等， 一般低合金钢的硫含量控制在一般低合金钢的硫含量控制在0.015%左右，他左右，他 们大量使用稀土来控制硫化物夹杂形态，们大量使用稀土来控制硫化物夹杂形态，1974 年对钢进行稀土处理，达到一个高潮，当年在钢年对钢进行稀土处理，达到一个高潮，当年在钢 中消耗了中消耗了6000吨稀土（以吨稀土

19、（以REO计），稀土处理计），稀土处理 钢产量达钢产量达1600万吨以上。后来随着铁水预处理、万吨以上。后来随着铁水预处理、 炉外精炼技术的发展，西方国家生产的低合金钢炉外精炼技术的发展，西方国家生产的低合金钢 硫含量已降到硫含量已降到1010-65010-6那样低，采那样低，采 用钙处理就可以控制硫化物夹杂形态，所以没有用钙处理就可以控制硫化物夹杂形态，所以没有 稀土资源的西欧和日本基本用钙处理取代了稀土稀土资源的西欧和日本基本用钙处理取代了稀土 处理，即作为变质剂使用的稀土，在低合金钢领处理，即作为变质剂使用的稀土，在低合金钢领 域被取代了。域被取代了。 12.1.2.5我国发展稀土钢的意

20、义和前景我国发展稀土钢的意义和前景 （1）对钢进行稀土处理是提高钢质简便）对钢进行稀土处理是提高钢质简便 易行的手段易行的手段 稀土处理是炉外精炼技术的一种，稀土处理是炉外精炼技术的一种， 稀土处理基本上不需要技术改造投入，稀土处理基本上不需要技术改造投入， 喂丝机设备仅几万元一台，试验成功就喂丝机设备仅几万元一台，试验成功就 可以转产。稀土既是优良的变质剂，又可以转产。稀土既是优良的变质剂，又 是一种强效微合金元素，这是硅钙所不是一种强效微合金元素，这是硅钙所不 能代替的。许多钢厂的实践证明，对钢能代替的。许多钢厂的实践证明，对钢 进行稀土处理，是提高钢质、发展新品进行稀土处理，是提高钢质、

21、发展新品 种的有效措施之一。种的有效措施之一。 （2）我国的国情需要发展稀土钢）我国的国情需要发展稀土钢 美国在年产美国在年产1亿吨钢时，稀土钢、稀土处理钢亿吨钢时，稀土钢、稀土处理钢 年产量曾接近过年产量曾接近过800万吨，我国是钢产量第一万吨，我国是钢产量第一 大国，大国，2005年钢产量将达到年钢产量将达到1.6亿吨，在这样亿吨，在这样 一个量大面广的领域，加强稀土的应用，具有一个量大面广的领域，加强稀土的应用，具有 十分重大的意义。我国稀土年分离能力已达十分重大的意义。我国稀土年分离能力已达 12万吨，稀土应用量远小于生产能力。只要万吨，稀土应用量远小于生产能力。只要 国家给予科技经费

22、支持，我国稀土钢完全可能国家给予科技经费支持，我国稀土钢完全可能 做大做强，倘若稀土钢年产量达到做大做强，倘若稀土钢年产量达到500万吨，万吨， 则每年将消耗混合稀土金属（以相对过剩的元则每年将消耗混合稀土金属（以相对过剩的元 素镧、镨、铈为主）素镧、镨、铈为主）2500吨，这对促进我国吨，这对促进我国 稀土产业的健康发展有着重要意义。稀土产业的健康发展有着重要意义。 我国目前铁水预处理比为我国目前铁水预处理比为23%左右，钢水左右，钢水 精炼比为精炼比为21%左右，绝大多数大中型钢厂左右，绝大多数大中型钢厂 低合金钢硫含量现状，硫含量为低合金钢硫含量现状，硫含量为0.01%左左 右（天津钢管

23、、宝钢及武钢除外），处于右（天津钢管、宝钢及武钢除外），处于 20世纪世纪70年代末到年代末到80年代初的水平；就是年代初的水平；就是 特钢厂由于废钢质量不好，低合金钢硫含特钢厂由于废钢质量不好，低合金钢硫含 量也是这一水平。这样的硫含量比国外现量也是这一水平。这样的硫含量比国外现 状高数倍，仅用钙处理就不够了，需要稀状高数倍，仅用钙处理就不够了，需要稀 土处理工艺来彻底地控制硫化物夹杂形态，土处理工艺来彻底地控制硫化物夹杂形态， 才能保证生产优质低合金钢、合金钢，参才能保证生产优质低合金钢、合金钢，参 与国际竞争。加入与国际竞争。加入WTO后，我国更需要发后，我国更需要发 展具有中国资源特色

24、的含微量稀土的低合展具有中国资源特色的含微量稀土的低合 金钢和合金钢。金钢和合金钢。 （3）从稀土在钢中作用看稀土钢的发展）从稀土在钢中作用看稀土钢的发展 前景前景 武钢和东北大学测试了武钢和东北大学测试了X65和加稀土的和加稀土的 X65管线钢在不同硫含量时的冲击韧性，管线钢在不同硫含量时的冲击韧性， 结果表明，即使钢中硫含量降到结果表明，即使钢中硫含量降到 0.005%，加稀土仍然能大幅度地提高，加稀土仍然能大幅度地提高 钢的冲击值。钢的冲击值。 北京科技大学和武钢合作，研究了超低硫钢中稀北京科技大学和武钢合作，研究了超低硫钢中稀 土元素的作用，结论是，稀土在超低硫土元素的作用，结论是，稀

25、土在超低硫 （S0.003%）铌钛微合金钢中仍然有净化钢质、）铌钛微合金钢中仍然有净化钢质、 变质夹杂和微合金化作用，稀土固溶量可达到变质夹杂和微合金化作用，稀土固溶量可达到 10-510-4数量级，是一般硫含量钢稀土固溶数量级，是一般硫含量钢稀土固溶 量的量的610倍，显著减少晶界倍，显著减少晶界S、P的偏聚，推迟的偏聚，推迟 铌钛氮化物析出。铌钛氮化物析出。 北京钢铁研究总院研究了稀土对航空用高强高韧北京钢铁研究总院研究了稀土对航空用高强高韧 性性16Ni10Co14Cr2Mo钢性能的影响，该钢虽然钢性能的影响，该钢虽然 是超低硫（是超低硫（0.002%0.005%），但添加镧和铈），但添

26、加镧和铈 混合稀土后，仍使混合稀土后，仍使MnS、CrS夹杂物转变为稀土夹杂物转变为稀土 硫氧化物夹杂，从而提高了钢的断裂韧性。硫氧化物夹杂，从而提高了钢的断裂韧性。 稀土在合金钢、特殊合金中作用显稀土在合金钢、特殊合金中作用显 著。如，东南大学材料系张忠铧等著。如，东南大学材料系张忠铧等 人研究了铈对高温合金人研究了铈对高温合金Fe-28Al性能性能 的影响，在二元的影响，在二元Fe-28Al合金中加入合金中加入 0.15%（原子分数）的（原子分数）的Ce可以使合可以使合 金的室温塑性提高近金的室温塑性提高近1倍，而且合金倍，而且合金 的屈服强度和抗拉强度也得到明显的屈服强度和抗拉强度也得到

27、明显 提高。提高。 我国兵器工业部包头五二研究所试制的加我国兵器工业部包头五二研究所试制的加 稀土的不锈钢，性能优异。北京钢铁研究稀土的不锈钢，性能优异。北京钢铁研究 总院试制的稀土耐热钢总院试制的稀土耐热钢0Cr23Ni12使使Ni用用 量大幅降低，每吨钢比量大幅降低，每吨钢比0Cr25Ni20降低成降低成 本几千元，效果显著。含稀土的合金钢、本几千元，效果显著。含稀土的合金钢、 特殊合金钢与普通钢相比总量虽然不大，特殊合金钢与普通钢相比总量虽然不大， 但加稀土产生的经济效益很高，而且其稀但加稀土产生的经济效益很高，而且其稀 土用量是低合金钢中的土用量是低合金钢中的510倍。这一领域倍。这一

28、领域 也有发展前途，可能达到几万吨水平。预也有发展前途，可能达到几万吨水平。预 计计十五十五末期年需求含稀土的管线钢末期年需求含稀土的管线钢7万吨，万吨， 汽车大梁钢汽车大梁钢12.8万吨，铸钢万吨，铸钢5万吨。万吨。 （4）从市场需求看稀土钢的发展前景）从市场需求看稀土钢的发展前景 随着国民经济建设的发展，除了要求钢随着国民经济建设的发展，除了要求钢 材有高的强度和韧性外，同时还要求有材有高的强度和韧性外，同时还要求有 良好的耐腐蚀性能，这方面稀土能起关良好的耐腐蚀性能，这方面稀土能起关 键作用。稀土在提高钢材的韧、塑性、键作用。稀土在提高钢材的韧、塑性、 耐热抗氧化和耐磨性方面也有重要作用

29、，耐热抗氧化和耐磨性方面也有重要作用， 这是稀土钢的优势，其发展前景很好。这是稀土钢的优势，其发展前景很好。 耐候钢（耐大气腐蚀钢）。目前稀土耐候耐候钢（耐大气腐蚀钢）。目前稀土耐候 钢年产量钢年产量40万吨，主要用于集装箱钢板，万吨，主要用于集装箱钢板， 火车车箱，大桥和体育场的栏杆，今后的火车车箱，大桥和体育场的栏杆，今后的 应用前景非常广阔。我国集装箱钢板年生应用前景非常广阔。我国集装箱钢板年生 产能力产能力150万吨，建筑用耐候、耐火钢特别万吨，建筑用耐候、耐火钢特别 是轻钢结构也有百万吨的潜在市场，还有是轻钢结构也有百万吨的潜在市场，还有 电气化铁路铁塔等，预计电气化铁路铁塔等，预计

30、十五十五末期，稀末期，稀 土耐候钢市场年需求量土耐候钢市场年需求量80万吨。未来的万吨。未来的10 年，我国建筑用结构钢将由目前的年，我国建筑用结构钢将由目前的150万吨万吨 增长到增长到700万吨，这为稀土耐候钢的发展提万吨，这为稀土耐候钢的发展提 供了广阔的空间。供了广阔的空间。 重轨钢：重轨钢： 未来的未来的10年，包括西部大开发在内，年，包括西部大开发在内， 我国铁路建设将有较大发展，目前重我国铁路建设将有较大发展，目前重 轨年生产能力轨年生产能力137万吨。包钢的稀土、万吨。包钢的稀土、 铌重轨通过了铁道部的鉴定，下一步铌重轨通过了铁道部的鉴定，下一步 工作是实现产业化。鞍钢也给沈阳

31、铁工作是实现产业化。鞍钢也给沈阳铁 路局、哈尔滨铁路局试制了上万吨该路局、哈尔滨铁路局试制了上万吨该 品种钢轨，受到了好评。预计品种钢轨，受到了好评。预计2005年年 我国含稀土的重轨产量可达我国含稀土的重轨产量可达3040万万 吨。吨。 焊接气瓶用钢：焊接气瓶用钢： 太原钢铁公司在焊接气瓶用钢中，通过加稀太原钢铁公司在焊接气瓶用钢中，通过加稀 土提高了性能，发展势头良好，近年来，本土提高了性能，发展势头良好，近年来，本 溪钢铁公司、攀枝花钢铁公司稀土气瓶钢的溪钢铁公司、攀枝花钢铁公司稀土气瓶钢的 开发也取得了可喜成绩，开发也取得了可喜成绩，十五十五末期，随着末期，随着 西气东输西气东输全国用

32、量可达全国用量可达5060万吨。万吨。 船板钢等：船板钢等： 造船用钢板是一个重要的品种，年用造船用钢板是一个重要的品种，年用 钢量可达钢量可达120万吨左右。稀土在万吨左右。稀土在903 舰板钢中，对提高韧性和耐腐蚀性能舰板钢中，对提高韧性和耐腐蚀性能 起了很好的作用，有望在民用船板中起了很好的作用，有望在民用船板中 得到推广。另外，海上采油平台和隧得到推广。另外，海上采油平台和隧 道用钢筋都需要提高耐腐蚀性能，加道用钢筋都需要提高耐腐蚀性能，加 稀土也有很好的应用前景。预计稀土也有很好的应用前景。预计十五十五 末期全国稀土船板钢可达末期全国稀土船板钢可达20万吨。万吨。 船板钢船板钢 生产

33、实践证明，稀土处理钢是提高钢的质生产实践证明，稀土处理钢是提高钢的质 量、开发新品种的有效措施之一。稀土处量、开发新品种的有效措施之一。稀土处 理工艺所需投资很小，炼钢中不需要另外理工艺所需投资很小，炼钢中不需要另外 增加处理时间。稀土加入钢中能够起到净增加处理时间。稀土加入钢中能够起到净 化（脱氧、脱硫）、变质和微合金化作用，化（脱氧、脱硫）、变质和微合金化作用， 能大大减小低熔点杂质的有害影响，是硅能大大减小低熔点杂质的有害影响，是硅 钙处理所不能完全替代的。因此在钢中加钙处理所不能完全替代的。因此在钢中加 入稀土，一般能使钢板和无缝管的横向冲入稀土，一般能使钢板和无缝管的横向冲 击韧性提

34、高击韧性提高1倍左右，同时能提高钢的抗弯倍左右，同时能提高钢的抗弯 性能和耐腐蚀性能，有利于改善钢的热加性能和耐腐蚀性能，有利于改善钢的热加 工性，改善层状撕裂及氢致开裂。每吨钢工性，改善层状撕裂及氢致开裂。每吨钢 仅需加入仅需加入300克的稀土金属，即可获得很大克的稀土金属，即可获得很大 效益。效益。 我国每年用稀土处理钢近我国每年用稀土处理钢近6070万吨，万吨， 纯利润近亿元，稀土处理钢钢种已有纯利润近亿元，稀土处理钢钢种已有80 多个。到多个。到2000年发展到年产稀土处理钢年发展到年产稀土处理钢 300万吨，获得纯利润万吨，获得纯利润3.36亿元以上。亿元以上。 2003年用于钢的稀

35、土用量为年用于钢的稀土用量为400吨，占吨，占 冶金机械应用领域总消费比例的冶金机械应用领域总消费比例的7.5%。 （1）稀土在铝及铝合金中的主要作用）稀土在铝及铝合金中的主要作用 1）净化作用）净化作用 铝合金在熔铸过程中，大量的气体溶入铝液铝合金在熔铸过程中，大量的气体溶入铝液 （其中主要是氢，其次是氧和氮），使铸件（其中主要是氢，其次是氧和氮），使铸件 产生针孔，降低铝的强度。稀土加入铝及铝产生针孔，降低铝的强度。稀土加入铝及铝 合金中有除气作用，特别是稀土与氢有较大合金中有除气作用，特别是稀土与氢有较大 的亲和力，能大量吸附和溶解氢，稀土与氢的亲和力，能大量吸附和溶解氢，稀土与氢 生成

36、的化合物熔点较高，不会聚集形成气泡，生成的化合物熔点较高，不会聚集形成气泡， 使铝的含氢量和针孔率明显降低。使铝的含氢量和针孔率明显降低。 12.2.1 稀土在铝及铝合金中稀土在铝及铝合金中 的应用的应用 稀土与氧、氮生成难熔化合物，在熔炼过程中大部分稀土与氧、氮生成难熔化合物，在熔炼过程中大部分 以渣的形式排除。以渣的形式排除。 稀土极易与硫、磷、锑、砷等元素化合，反应生成的稀土极易与硫、磷、锑、砷等元素化合，反应生成的 稀土化合物熔点高、密度小，易上浮成渣，而它们的稀土化合物熔点高、密度小，易上浮成渣，而它们的 微小质点则成为铝结晶过程的异质晶核。所以，稀土微小质点则成为铝结晶过程的异质晶

37、核。所以，稀土 在铝合金中有良好的净化作用。在铝合金中有良好的净化作用。 铝合金熔铸耐火材料铝合金熔铸耐火材料 2）变质作用）变质作用 稀土能使铝合金中的杂质重新分布，使粗大化合物球化、稀土能使铝合金中的杂质重新分布，使粗大化合物球化、 晶界净化。当往纯铝加入晶界净化。当往纯铝加入0.2的稀土后，原晶内分布的的稀土后，原晶内分布的 粗大块状相消失，形成球状稀土相，晶界处条状及碎块状粗大块状相消失，形成球状稀土相，晶界处条状及碎块状 化合物明显减少，化合物呈点链状，形成塑性良好的均匀化合物明显减少，化合物呈点链状，形成塑性良好的均匀 组织。稀土使铝及铝合金中的铁、硅等杂质元素向高稀土组织。稀土使

38、铝及铝合金中的铁、硅等杂质元素向高稀土 的球状相偏聚，从而使凝固组织中晶界处杂质元素大大降的球状相偏聚，从而使凝固组织中晶界处杂质元素大大降 低，使晶界处高铁、高硅脆性相减少，晶界强度提高，塑低，使晶界处高铁、高硅脆性相减少，晶界强度提高，塑 性改善。性改善。 金属晶界边线金属晶界边线铝合金金相铝合金金相 稀土元素的原子半径比铝原子半径大，稀土元素的原子半径比铝原子半径大， 它易填补铝合金相的表面缺陷，阻碍晶粒它易填补铝合金相的表面缺陷，阻碍晶粒 长大，细化晶粒并使枝晶网络更为清晰，长大，细化晶粒并使枝晶网络更为清晰， 从而改善合金的热塑性。稀土化合物微小从而改善合金的热塑性。稀土化合物微小

39、的固态质点提供了异质形核或在结晶界面的固态质点提供了异质形核或在结晶界面 上偏聚阻碍晶胞的长大，为组织细化提供上偏聚阻碍晶胞的长大，为组织细化提供 了较好的条件。因此，稀土在起净化和变了较好的条件。因此，稀土在起净化和变 质作用的同时，对铝及铝合金铸态组织还质作用的同时，对铝及铝合金铸态组织还 有细化作用。有细化作用。 3）细化铸造组织）细化铸造组织 在一定工艺条件下，存在一获得最佳细化效果的在一定工艺条件下，存在一获得最佳细化效果的 稀土加入量，只有当稀土含量大于某临界值后，稀土加入量，只有当稀土含量大于某临界值后， 稀土才会在细化晶粒的同时细化枝晶组织，但若稀土才会在细化晶粒的同时细化枝晶

40、组织，但若 稀土含量过高，则反而使枝晶组织粗化，并促使稀土含量过高，则反而使枝晶组织粗化，并促使 大块化合物形成。大块化合物形成。 铝合金铸态组织铝合金铸态组织 1）在工业纯铝和导电铝合金中适当添加适量）在工业纯铝和导电铝合金中适当添加适量 的稀土可提其导电率；的稀土可提其导电率； 2）在铝合金中加入稀土使材料强度提高；）在铝合金中加入稀土使材料强度提高； 3）稀土对提高铝及铝合金的耐腐蚀性能有）稀土对提高铝及铝合金的耐腐蚀性能有 利；利； 4）铝合金中添加一定量的稀土可明显提高）铝合金中添加一定量的稀土可明显提高 合金的高温性能。合金的高温性能。 5）稀土的加入可显著改善铸造合金的工艺）稀土

41、的加入可显著改善铸造合金的工艺 性能和变形合金加工性能。性能和变形合金加工性能。 （2）稀土对铝及铝合金性能）稀土对铝及铝合金性能 的影响的影响 1）在铝导体材料中的应用）在铝导体材料中的应用 举例：在含硅量较高的工业纯铝中加入举例：在含硅量较高的工业纯铝中加入 适量稀土制成的高导电稀土铝合金，其适量稀土制成的高导电稀土铝合金，其 导电率提高到导电率提高到6163IACS，耐蚀性，耐蚀性 能也明显改善。能也明显改善。 （3）稀土铝合金的具体应用）稀土铝合金的具体应用 l 举例：加稀土的铝合金，型材强度提高举例：加稀土的铝合金，型材强度提高20 以上，延伸率提高以上，延伸率提高50，成材率提高，

42、成材率提高 23，热扩散速度增加约，热扩散速度增加约7%，耐蚀速率，耐蚀速率 降低一倍以上，表面粗糙度提高降低一倍以上，表面粗糙度提高1316， 氧化膜厚度增加氧化膜厚度增加58，着色性能提高，着色性能提高3 左右，并且还可取消均匀化处理工序，左右，并且还可取消均匀化处理工序， 从而节省大量电能。从而节省大量电能。 2）在建筑铝型材中的应用）在建筑铝型材中的应用 3）在铸造铝合金中的应用）在铸造铝合金中的应用 稀土在铸造铝合金中具有细化和变质作用，稀土在铸造铝合金中具有细化和变质作用， 并能显著提高材料的高温性能、铸造性能、并能显著提高材料的高温性能、铸造性能、 耐蚀性能和气密性等，能不同程度

43、地改善耐蚀性能和气密性等，能不同程度地改善 力学性能。力学性能。 4）在高纯铝中的应用）在高纯铝中的应用 含稀土的高纯铝特种铝箔，是目前生产低含稀土的高纯铝特种铝箔，是目前生产低 电解电容器比较理想的新材料，使制成的电解电容器比较理想的新材料，使制成的 电容器体积明显减小。电容器体积明显减小。 （5）稀土在铝合金氧化着色中的应用）稀土在铝合金氧化着色中的应用 稀土能改善一些铝合金阳极氧化膜和氧稀土能改善一些铝合金阳极氧化膜和氧 化着色膜的性能。添加一定量的稀土可化着色膜的性能。添加一定量的稀土可 使氧化着色速度加快，改善着色层色度使氧化着色速度加快，改善着色层色度 和光亮度，增加氧化着色膜的表

44、面密度、和光亮度，增加氧化着色膜的表面密度、 厚度、硬度。厚度、硬度。 稀土具有细化晶粒和枝晶组织的双重作稀土具有细化晶粒和枝晶组织的双重作 用。稀土加入铝合金后，主要吸附的晶用。稀土加入铝合金后，主要吸附的晶 界、枝晶界等处，使表面张力减小，形界、枝晶界等处，使表面张力减小，形 核功降低，阻碍界面运动和晶粒长大，核功降低，阻碍界面运动和晶粒长大， 使合金组织细化。此外，稀土还能削弱使合金组织细化。此外，稀土还能削弱 有害杂质铁和游离硅的影响，使第二相有害杂质铁和游离硅的影响，使第二相 呈弥散分布。上述两方面作用的结果提呈弥散分布。上述两方面作用的结果提 高了合金接受极化的能力。在相同条件高了

45、合金接受极化的能力。在相同条件 下，稀土使铝合金材料氧化着色膜的物下，稀土使铝合金材料氧化着色膜的物 理性能、机械性能及耐蚀性等均有一定理性能、机械性能及耐蚀性等均有一定 程度的改善。程度的改善。 12.2.2 稀土在镁及镁合金上的应用稀土在镁及镁合金上的应用 我国在我国在20世纪世纪50年代就对稀土在镁合金中的年代就对稀土在镁合金中的 应用展开研究，几十年来开发了不少有应用价应用展开研究，几十年来开发了不少有应用价 值的含稀土镁合金，广泛应用于航空航天工业。值的含稀土镁合金，广泛应用于航空航天工业。 镁合金中使用的稀土主要是钕、钇、铈组混合镁合金中使用的稀土主要是钕、钇、铈组混合 稀土，或钕

46、和铈同时使用。目前，以采用轻稀稀土，或钕和铈同时使用。目前，以采用轻稀 土和铈族稀土为主，而后出现含钇或钇和钕的土和铈族稀土为主，而后出现含钇或钇和钕的 镁合金，镁合金，80年代中期开始以富钇混合稀土替代年代中期开始以富钇混合稀土替代 钇作添加剂，收到满意效果。钇作添加剂，收到满意效果。 稀土在镁合金中具有去氧除氢、提高铸稀土在镁合金中具有去氧除氢、提高铸 造性能和抗腐蚀性能、提高合金强度特造性能和抗腐蚀性能、提高合金强度特 别是高温强度和蠕变性能的作用。别是高温强度和蠕变性能的作用。 稀土在镁合金中溶解度大，故有明显的稀土在镁合金中溶解度大，故有明显的 热处理强化作用，在铸造和变形镁合金热处

47、理强化作用，在铸造和变形镁合金 中加入钕、钇等稀土能明显提高合金的中加入钕、钇等稀土能明显提高合金的 强度和工艺性能，其极限工作温度提高，强度和工艺性能，其极限工作温度提高， 铸造性能和耐蚀性也大大提高。铸造性能和耐蚀性也大大提高。 （1）稀土在镁合金中的作用）稀土在镁合金中的作用 1）在镁合金中，氧化夹杂主要为氧化）在镁合金中，氧化夹杂主要为氧化 镁，由于稀土与氧的亲和力大于镁与氧镁，由于稀土与氧的亲和力大于镁与氧 的亲和力，因此，稀土加入镁合金后将的亲和力，因此，稀土加入镁合金后将 生成稀土氧化物，从而去除氧化夹杂，生成稀土氧化物，从而去除氧化夹杂， 此外，镁合金液中的稀土元素与水汽和此外

48、，镁合金液中的稀土元素与水汽和 氢反应，生成稀土氢化物和氧化物，从氢反应，生成稀土氢化物和氧化物，从 而达到除氢的目的。而达到除氢的目的。 具体作用表现在：具体作用表现在： 2）稀土能够提高镁合金的流动性，从）稀土能够提高镁合金的流动性，从 而提高镁合金的铸造性能，降低合金而提高镁合金的铸造性能，降低合金 的微孔率，改善热裂和疏松现象。的微孔率，改善热裂和疏松现象。 3）稀土对镁合金具有强化作用，尽管）稀土对镁合金具有强化作用，尽管 稀土对铸态镁合金的室温拉伸性能影稀土对铸态镁合金的室温拉伸性能影 响很小，却能明显提高镁合金的高温响很小，却能明显提高镁合金的高温 拉伸性能和蠕变强度。拉伸性能和

49、蠕变强度。 含稀土的镁合金都有各自独特的性能，含稀土的镁合金都有各自独特的性能， 有的室温强度和高温强度明显改善，有的室温强度和高温强度明显改善， 有的耐蚀性提高，有的综合性能明显有的耐蚀性提高，有的综合性能明显 改善。稀土在铸造镁合金中也得到成改善。稀土在铸造镁合金中也得到成 功应用，可获得室温强度和高温强度功应用，可获得室温强度和高温强度 都很好的材料，并且合金的铸造性能、都很好的材料，并且合金的铸造性能、 焊接性能和耐蚀性能都有明显改善。焊接性能和耐蚀性能都有明显改善。 （2）稀土镁合金的应用）稀土镁合金的应用 由于稀土镁合金中具有很多种有益作用，由于稀土镁合金中具有很多种有益作用， 目

50、前已开发多种系列的稀土镁合金，作为目前已开发多种系列的稀土镁合金，作为 高温和耐热合金使用。高温和耐热合金使用。 稀土镁合金稀土镁合金 12.2.3 稀土在铜及铜合金中稀土在铜及铜合金中 的应用的应用 我国对稀土在铜及铜合金中的应用研究起步我国对稀土在铜及铜合金中的应用研究起步 于于20世纪世纪60年代，当时的研究较多地集中在年代，当时的研究较多地集中在 改善铜合金的冷热加工性能、耐蚀性能和耐改善铜合金的冷热加工性能、耐蚀性能和耐 磨性能方面，取得了一些有实用价值的结果。磨性能方面，取得了一些有实用价值的结果。 20世纪世纪90年代以来，稀土铜及铜合金的应用年代以来，稀土铜及铜合金的应用 范围

51、和发展速度都有较大提高，成效显著。范围和发展速度都有较大提高，成效显著。 近年来，还较深入地开展了对导电铜的研究，近年来，还较深入地开展了对导电铜的研究， 以期能用较经济的手段进一步改善导电铜的以期能用较经济的手段进一步改善导电铜的 电性能和机械性能。电性能和机械性能。 （1）与）与O、S、Pb、Bi等形成稳定的高熔点等形成稳定的高熔点 化合物进入渣中，起到净化的作用；化合物进入渣中，起到净化的作用； （2）与氢形成稳定的化合物，以固溶体态）与氢形成稳定的化合物，以固溶体态 溶液铜中，虽不能降低氢的含量，起到固氢溶液铜中，虽不能降低氢的含量，起到固氢 的作用；的作用； （3）改变某些杂质的存在

52、形态和分布状况）改变某些杂质的存在形态和分布状况 和改善金相组织；和改善金相组织； （4）有明显的晶粒细化作用，使加工、机）有明显的晶粒细化作用，使加工、机 械、焊接、耐磨、耐蚀等性能提高。械、焊接、耐磨、耐蚀等性能提高。 稀土在铜及铜合金中的作稀土在铜及铜合金中的作 用主要有：用主要有： （1）在水暖器材铜合金的应用）在水暖器材铜合金的应用 稀土能明显改善水暖器材铜合金铸件的铸坯稀土能明显改善水暖器材铜合金铸件的铸坯 组织，并且有极强的除渣能力，从而能较好组织，并且有极强的除渣能力，从而能较好 地解决水暖器材中常见的泄漏现象。地解决水暖器材中常见的泄漏现象。 稀土在铜及铜合金中的具体应用有：

53、稀土在铜及铜合金中的具体应用有： 铜合金水暖配件铜合金水暖配件 （2）在高炉风口及氧枪喷头中的应用）在高炉风口及氧枪喷头中的应用 在生产高炉风口、氧枪喷头的过程中加入适在生产高炉风口、氧枪喷头的过程中加入适 量的稀土后，风口和氧枪喷头的导电、导热量的稀土后，风口和氧枪喷头的导电、导热 性能好，软化温度高达性能好，软化温度高达280以上，耐压性以上，耐压性 能好，不泄漏，从而较好地改善和提高了风能好，不泄漏，从而较好地改善和提高了风 口和氧枪喷头的使用寿命。口和氧枪喷头的使用寿命。 高炉风口高炉风口 氧枪喷头氧枪喷头 （3）在工艺装饰铜合金铸件中的应用）在工艺装饰铜合金铸件中的应用 在工艺铜铸件

54、中加工适量稀土后，由于稀土元素的在工艺铜铸件中加工适量稀土后，由于稀土元素的 原子半径比铜的原子半径大得多，所以稀土原子很原子半径比铜的原子半径大得多，所以稀土原子很 容易填补正在生长中的铜及铜合金晶粒的表面缺陷，容易填补正在生长中的铜及铜合金晶粒的表面缺陷， 生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化为生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化为 微晶，这便是稀土添加剂在铜及铜合金中的微晶化微晶，这便是稀土添加剂在铜及铜合金中的微晶化 作用。作用。 （4）在耐磨铜合金中的应用）在耐磨铜合金中的应用 稀土在铅青铜中不仅能消除合金的偏析，稀土在铅青铜中不仅能消除合金的偏析， 而且能提高铸件的机械

55、性能，其强度极限而且能提高铸件的机械性能，其强度极限 可提高可提高30，延伸率提高近，延伸率提高近1倍。倍。 （5）在铜导线用紫铜排中应用）在铜导线用紫铜排中应用 在铜中加入适量稀土后，由于固溶体晶粒在铜中加入适量稀土后，由于固溶体晶粒 细化，同时因稀土原子与晶界之间的相互细化，同时因稀土原子与晶界之间的相互 作用增强，可使再结晶温度提高作用增强，可使再结晶温度提高100以上，以上， 从而提高铜的热强性，并确保导电用铜材从而提高铜的热强性，并确保导电用铜材 的电导率。的电导率。 （7）在上引铸造无氧铜杆中的应用）在上引铸造无氧铜杆中的应用 稀土添加剂因其良好的脱氧、脱硫和净化铜液稀土添加剂因其

56、良好的脱氧、脱硫和净化铜液 的能力而被广泛用于上引法铸造中。的能力而被广泛用于上引法铸造中。 （6）在紫铜排中的应用）在紫铜排中的应用 稀土纯化铜的能力很强，稀土纯化铜的能力很强， 因此在紫铜管中加入适量因此在紫铜管中加入适量 稀土后便可增加紫铜管的稀土后便可增加紫铜管的 冷拔次数，从而省去中间冷拔次数，从而省去中间 退火工序，同时改善冷拔退火工序，同时改善冷拔 紫铜管的表面质量，提高紫铜管的表面质量，提高 成品率。成品率。紫铜排紫铜排 12.2.4 稀土在锌及锌合金中稀土在锌及锌合金中 的应用的应用 稀土对锌及锌合金性能的影响是基于其变稀土对锌及锌合金性能的影响是基于其变 性作用、钝化作用、

57、细化作用以及与一系性作用、钝化作用、细化作用以及与一系 列低熔点杂质形成难熔化合物等特性。稀列低熔点杂质形成难熔化合物等特性。稀 土可使金属液得到净化，提高合金韧性，土可使金属液得到净化，提高合金韧性， 稀土的加入还可细化合金烛照组织，细化稀土的加入还可细化合金烛照组织，细化 晶粒，并使第二相在晶内弥散析出，从而晶粒，并使第二相在晶内弥散析出，从而 提高合金的硬度、强度和耐磨性能。另外，提高合金的硬度、强度和耐磨性能。另外， 稀土可消除锌合金中沿晶界分布的连续网稀土可消除锌合金中沿晶界分布的连续网 状结构，降低电位差，减缓电化学腐蚀，状结构，降低电位差，减缓电化学腐蚀， 使耐蚀性能得到改善。使

58、耐蚀性能得到改善。 （1）稀土在热镀锌中的作用）稀土在热镀锌中的作用 在镀锌中加入稀土可降低镀液的表面张力，在镀锌中加入稀土可降低镀液的表面张力， 改善镀层附着性，减薄锌镀层，提高镀层改善镀层附着性，减薄锌镀层，提高镀层 的均匀性、耐蚀性、延长被保护材料的寿的均匀性、耐蚀性、延长被保护材料的寿 命。命。 （2）稀土锌基合金及其应用）稀土锌基合金及其应用 稀土可提高锌基合金的流动性，改善合金稀土可提高锌基合金的流动性，改善合金 铸造性能。同时稀土在锌基合金中可形成铸造性能。同时稀土在锌基合金中可形成 硬质相，其硬度比合金基体高的多，从而硬质相，其硬度比合金基体高的多，从而 提高合金的耐磨型提高合

59、金的耐磨型 12.2.5 稀土在硬质合金中稀土在硬质合金中 的应用的应用 稀土对杂质元素有较强的吸附作用，稀土对杂质元素有较强的吸附作用， 易于使界面上的杂质元素形成复合化合易于使界面上的杂质元素形成复合化合 物，改善夹杂物，改善夹杂 的存在形式，净化相界。的存在形式，净化相界。 在硬质合金中添加适量稀土，会使合金在硬质合金中添加适量稀土，会使合金 的总孔隙度降低。这是因为稀土添加剂的总孔隙度降低。这是因为稀土添加剂 使合金的共晶温度降低，提前进入液相使合金的共晶温度降低，提前进入液相 烧结阶段，由于液相烧结引起的物质迁烧结阶段，由于液相烧结引起的物质迁 移量大，促进了合金致密化。移量大，促进

60、了合金致密化。 稀土化学活性强，在烧结过程中，与合金稀土化学活性强，在烧结过程中，与合金 中的气体杂质结合形成难熔的二元或多元中的气体杂质结合形成难熔的二元或多元 化合物，可不析出或少析出气体，减少孔化合物，可不析出或少析出气体，减少孔 隙的产生。隙的产生。 稀土添加剂降低合金孔隙的另一个原因，稀土添加剂降低合金孔隙的另一个原因， 可能与润湿的改善有关，液相的毛细管压可能与润湿的改善有关，液相的毛细管压 力随润湿性的改善而得以提高，增加了液力随润湿性的改善而得以提高，增加了液 相填充孔隙的能力，使孔隙度减少。相填充孔隙的能力，使孔隙度减少。 在铁镍代钴的硬质合金中加入稀土可能会在铁镍代钴的硬质