稀土改性高锰钢中复相夹杂物多尺度表征及形成机制研究

##铁路运输是国民经济中具有基础性和战略性的重要产业,是社会发展的重要支撑。高锰钢辙叉作为铁路运行系统的重要组成,是铁路运输安全高效运行的关键部件。目前,随着列车的不断提速、加载、大运量,辙叉会出现各种失效形式,这严重影响了列车的行驶安全和运输效率。研究发现,高锰钢辙叉失效的主要原因是表面内部脆性夹杂物周围产生应力集中,从而在夹杂物周围萌生裂纹。钢中夹杂物改性处理是降低脆性夹杂物危害的有效途径之一,稀土是一种常见的夹杂物改性剂。研究表明,稀土元素与氧结合能力较强,钢中添加适量的稀土元素后,钢中大尺寸的Al2O3 脆性夹杂物转变为尺寸较小的稀土氧化物夹杂物,在一定程度上减轻大尺寸Al2O3 脆性夹杂物的负面影响。钢液凝固过程中稀土氧化物可作为稀土硫化物的形核中心,形成塑性相对较好的复相夹杂物,从而降低脆性氧化物类夹杂物与钢基体之间的应力集中,提高钢的断裂韧性。因此,研究稀土处理钢中复相夹杂物的形成机理对夹杂物的控制具有指导意义。