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一种提高耐热合金钢热疲劳性能的复合稀土变质剂,属于耐热钢技术领域,其特征为,复合稀土变质剂成分为,Ce10~15wt%、La10~15wt%、Yb7~9wt%、Dy6~8wt%、Nd4~6wt%、Ho3~5wt%、Y+Tb+Gd+Er+Tm+Lu+Sc+Pr为8~16wt%、Ti2~4wt%,V2~4wt%,W1~3wt%、Ba1~3wt%、余为铁。所述复合变质剂为块状合金,熔点范围1100~1300℃,复合变质剂加入量范围为0.3~0.8wt%。