材料研究学报

作者：邓朝辉, 陈云, 巩桐兆, 徐闯, 陈星秋, 傅排先, 李殿中

单位：1.中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 1100162.中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：金属材料,M50轴承钢,稀土,液析碳化物,第一性原理分子动力学

基金：国家重点研发计划(YFB3501503);中国科学院战略性先导科技专项(XDC04040202);国家自然科学基金(52031013);中国博士后科学基金(2021TQ0335)

研究了在M50钢液中添加La、Ce混合稀土和纯Ce稀土对碳化物析出的影响。结果表明，添加稀土不改变液析碳化物的成分和结构，但是使块状碳化物的尺寸和共晶碳化物的面积减小，高纯Ce稀土的效果更显著。实验和计算结果揭示了在M50钢液中添加稀土影响碳化物析出的机制：加入稀土能变质钢液中的夹杂物，使生成的富含稀土的夹杂物成为高温δ-铁素体和奥氏体的形核剂，促进了高温δ-铁素体和奥氏体的形核和减小二次枝晶臂，阻碍碳化物形成元素在液相中的扩散和碳化物长大。第一性原理分子动力学计算结果表明，残留的游离稀土元素Ce与钢液中的元素原子间的相互作用，能降低熔体中Fe、C的扩散系数和碳化物的生长速率并细化液析碳化物。

来源：2023年第12期

《材料研究学报》期刊编辑部

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