鑄鋼一般都經熱處理后才能使用，對普通結構用途的鑄鋼，一般采用退火、正火處理，對高強度鋼及耐磨鑄鋼，通常采用淬火后低溫回火，近年來耐磨鑄鋼研究較多，故稀土對中碳低合金耐磨鋼淬火后低溫回火狀態的組織控制和性能影響研究的較為充分。研究鋼種仍主要以ZG31 Mn2Si和ZG3OCrMn2Si為主。
5.3.1稀土復合變質劑對中碳低合金耐磨鋼組織的影響
I，稀土復合變質劑對中碳低合金鋼退火、正火態的組織控制 稀土對退火態、正火態31 Mn2Si鋼及30CrMn2Si鑄鋼組織的影響十分雷同。稀土加人均能細化晶粒，增加珠光體晶團的分散度，表現在珠光體晶團中，層片間距離縮小，滲碳體、鐵素體層片厚薄趨于均勻，滲碳體層片發育齊整，生長過程中偏轉不大。同樣，在退火態鐵素體及正火態珠光體晶團中鐵索體亞結構上，稀土均使位錯密度增加，導致顯微硬度增加。
通過定量金相測定，在退火態中，稀土加入能使鐵素體量稍有增加，這仍可能是RE加入增加C, Mn等元素在基體中固溶度所致，增加固溶碳，減少化合碳，必然增加鐵素體，減少珠光體見。
由于稀土加人細化了珠光體晶團，又使組織中鐵素體量的增加，使組織控制向著我們所孺要的方向前進，必然使得力學性能有所增加。由表5一16可知，正火態MnSi鋼，隨著RE的加人，使鋼的強度、硬度稍有增加，而塑性、韌性得到明顯改善，這就是組織控制的結果。
2.稀土復合變質劑對淬火一低溫回火態組織的控制
近年來，世界上對耐磨鑄鋼研究較多。在過去100年中，耐磨鋼以高錳鋼 (ZGMn13)為主。材料科學工作者發現，ZGMn13只有在強烈的沖擊載荷和擠壓應力下，產生充分的加工硬化，才能充分發揮其抗磨損的優點，即要在高應力下工作。從眾多工況領域分析研究表明，在高應力下工作的耐磨件不足10%, 大部分耐磨件只在中低應力狀態下服役。如選用ZGMn 13，由于不能充分加工硬化，誘發馬氏體相變，耐磨性顯得不足，再加上ZGMni3固有的缺點，如熱膨脹系數大，無磁性(或弱磁性)，強度低等，使用過程中易流變及變形，故 ZGMnI3已被排除在主體耐磨鋼之外，國內外都正在用一種新的耐磨鋼種—中碳馬氏體鋼來替代ZGMn130
國外最具代表性的是美國ESCO公司生產的ESCO一12系列耐磨鋼種，它屬于中碳馬氏體鋼(或多組元馬氏體鋼)范疇，為保證馬氏體鋼中馬氏體韌性， ESC()一12系列鋼以Cr一Ni一Mo為主體合金元素。Ni, Mo昂貴，但Ni鋼最大優點，可獲得板條馬氏體(亞結構為錯位)基體，其為韌性馬氏體，可保證耐磨鋼的韌性儲備。若采用Cr一Mn - Si為主體合金元素生產中碳馬氏體鋼，其組織中會出現大量片狀馬氏體(亞結構為孿晶)，片狀馬氏體是脆性馬氏體，缺乏足夠的韌性儲備，使用過程中的先期斷裂就無高耐磨性可談，故要對以Cr一Mn一 Si為主體合金元素的中碳馬氏體鋼實行組織控制，以求得和Cr一Ni一Mo鋼相同的組織效果，獲得優異的性能。
分析美國ESCC)一12系列耐磨鋼的組織，是在板條馬氏體基體上分布著少量殘留奧氏體薄膜，保證鋼的強韌性。板條馬氏體基體上分布著少量殘留奧氏體薄膜的微觀組織，就成為我國自行研制中碳馬氏體鋼組織控制的方向。
試驗鋼成分(質量分數):00.27%一0.37%; Si0.72%一0.86%; Mn l.34%一I .5%;Cr0一0.8%;
變質劑選用:①Ce基輕稀土單一變質;OY基重稀土單一變質;OB元素單一變質;④Ce基輕稀土一B復合變質;SRE一Ti復合變質;⑥RE一B一Ti復合變質。
(1)變質劑對中碳低合金鋼奧氏體晶粒尺寸的影響
1)對ZG31 Mn2Si奧氏體晶粒尺寸的影響變質處理對Si - Mn鋼奧氏體晶粒尺寸影響的檢驗結果見表5一17。由表5一17可以看出.稀土及稀土欽變質處理并夫使奧氏體晶粒細化.稀土硼變質處理使奧氏體晶粒稍有細化。
2)對ZG3OCrMn2Si本質晶粒度的影響ZG3OCrMn2Si變質前后的本質晶粒度，是按照標準制作。從測定結果可知，30CrMn2Si鑄鋼經稀土一翻復合變質處理后，其本質晶粒度明顯細化，經統計評級，比變質處理前提高一個等級。