稀土元素因其独特的物理化学性质，在钢铁材料中展现出广阔的应用前景。稀土元素能够通过净化钢液、夹杂物改性及微合金化等作用，大幅改善钢的力学性能、抗氢脆性能和耐腐蚀性能。然而，稀土元素在钢中的微观作用机制尚未完全揭示，其工业化应用仍面临工艺复杂、收得率低等难题。
目前的研究对稀土元素在钢中的作用机制缺乏定量化分析，实验表征手段难以精确捕获稀土元素的赋存状态。同时，稀土加入工艺效率偏低，导致稀土元素的潜在作用未能充分发挥。
最近，北京科技大学的江海涛教授及其团队通过全面调研与理论分析，总结了稀土元素在钢中作用的最新研究进展，提出基于原子尺度模拟的研究策略，为深入揭示稀土元素的微观作用机制提供了新思路。研究进一步明确了稀土元素在净化钢液、夹杂物变质及微合金化中的贡献，并探索了其在诱导渗氮和抑制氢扩散等领域的应用潜力。
相关研究成果以“稀土元素在钢中的作用研究进展”为题目发表于《轧钢》2024年第41卷第3期。论文作者为：陈飞达, 江海涛*, 田世伟, 杨永刚, 肖虎。
研究结果和结论:
稀土元素通过净化钢液和夹杂物改性，显著提升钢材的力学性能和高温延展性能；
稀土元素促进氮化物形核，提高渗层厚度和表面硬度，同时有效抑制氢扩散和氢脆现象；
优化稀土加入方式（如结晶器喂丝法）可提升稀土收得率至80-90%，显著改善生产工艺顺行性；
基于原子尺度模拟的方法，有助于揭示稀土元素的微观作用机制，推动高性能稀土钢的开发；
提出了稀土钢未来发展的关键方向，包括稀土专用保护渣优化和与微合金元素的协同研究。
该论文中共有图片10张、表格2个，部分图片和表格如下：
图1. RE₂O₂S·Al₂O₃夹杂物演变示意图
图2. 稀土对52100钢中夹杂物的影响
图4 添加、未添加稀土Ce元素钢的热塑性及Ce元素在晶界的偏聚
图6 晶界及相界面处的元素分布及Ce元素和S元素在晶界和相界的质量分数
图8 样品中La和Ce元素的SIMS图像和分布
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