金属学报

作者：梁雨雨, 倪培远, 刘麒麟, 厉英

单位：1.东北大学 冶金学院 多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室 沈阳 110819；2.东北大学 冶金学院 辽宁省冶金传感器材料及技术重点实验室 沈阳 110819；3.宝山钢铁股份有限公司 上海 201900

关键词：石油套管钢,稀土合金化,非金属夹杂物,热力学计算,

基金：国家自然科学基金项目(52374333);中央高校基本科研业务费专项资金项目(N2325010);辽宁省振兴人才计划项目(XLYC2203169)

非金属夹杂物是影响石油套管钢性能的重要因素之一，稀土(RE)能有效变质钢中的非金属夹杂物。本工作开展了套管钢精炼、连铸和热轧过程中稀土合金化改性夹杂物的工业实验研究，利用SEM-EDS、FactSage 8.3热力学计算软件及全自动夹杂物分析，对钢中夹杂物形貌、数量、尺寸等的演变行为进行了研究。结果表明，钢中稀土含量为4 × 10-6时，石油套管钢液全氧含量可降低到7 × 10-6，同时，钢中的Ca-Al-O类夹杂物转变为Ca-RE-Al-O夹杂物。稀土改性后铸坯样中夹杂物数量密度由44 mm-2增加至46 mm-2，尺寸为0~2 μm的夹杂物数量密度由13 mm-2增加到18 mm-2，而尺寸为5~30 μm的夹杂物数量密度由7 mm-2降低至5 mm-2，这表明稀土合金化工艺使钢液夹杂物尺寸减小。热力学计算和实验结果表明，CaS夹杂物在凝固阶段形成，其包裹在Ca-Al-O/Ca-RE-Al-O类夹杂物外围，夹杂物可能起到了异质形核的作用。在热轧过程中，未添加稀土的钢中出现条串状分布的夹杂物，而稀土合金化改性后夹杂物变形能力提高，未出现夹杂物破碎引起的条串状夹杂物。钢液/精炼渣反应、稀土类夹杂物的上浮去除等，是造成稀土收得率低的主要原因。

来源：2026年第4期

《金属学报》期刊编辑部

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