由于錫、砷、銻、鉛、鉍等低熔點雜質元素在常規(guī)煉鋼中很難完全去除，且會隨廢鋼的循環(huán)利用而不斷累積增加，惡化了鋼材的質量，成為制約新一代高強韌鋼發(fā)展的瓶頸。鉛與鐵難以形成固溶體或化合物，易以球狀偏聚于晶界，是鋼在200～480℃產(chǎn)生脆性及焊縫產(chǎn)生裂紋的根源之一。稀土元素因其獨特的電子殼層結構而賦予了特殊的化學活性，可與鋼中殘余雜質元素錫、砷、銻等作用形成高熔點金屬間化合物，進而改善晶界和抑制局部弱化。稀土鈰與鉛在鋼液中有一定的化學親和力，能形成Ce-Pb球狀夾雜物，在一定程度上改善和消除鉛的有害作用。本文通過鈰與鉛在低碳鋼試樣中的熔滲試驗，研究鈰與鉛在鋼中的相互作用機理，為控制雜質元素鉛在鋼中的危害提供依據(jù)。
實驗所用的材料為低碳鋼、稀土金屬鈰和低熔點金屬鉛粒，鈰純度>99.0%，鉛純度>99.9%)。按2∶3的質量比稱取鈰(Ce)和鉛(Pb)分別為3.96g和8.79g，裝入帶有內螺紋的桶狀低碳鋼試樣(φ外20mm×φ內10mm×55mm)中，用相同材質的螺柱封裝后置于SRJK-2-9型管式真空電阻爐的中部，密封整個實驗系統(tǒng)并抽真空。在氬氣保護下以60℃/h的速度升溫至900℃，保溫400h，試樣隨爐冷卻至室溫時取出。
在本實驗條件下，稀土元素鈰與低熔點金屬鉛在鋼中具有較強的化學親和力，易形成CePb、Ce5Pb3高熔點金屬間化合物，證實了用稀土元素改善及消除雜質元素鉛對鋼性能危害的可行性。