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張豪, 葉國(guó)華, 路璐, 左琪, 陳子楊, 謝禹

2020, 41(1): 1-6. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.001

摘要(316) PDF(9)

摘要:
熱力學(xué)問(wèn)題是含釩鋼渣硫酸浸出反應(yīng)的核心問(wèn)題。針對(duì)含釩鋼渣的礦物組成,對(duì)含釩鋼渣硫酸浸出體系進(jìn)行了熱力學(xué)的計(jì)算與分析,結(jié)果表明:室溫下硅酸三鈣酸溶反應(yīng)的很小、平衡常數(shù)很大,很容易與硫酸反應(yīng),由于該組分含量很大,勢(shì)必造成大量的硫酸與之發(fā)生反應(yīng)而被消耗;當(dāng)終酸濃度為1×10^-4 mol/L時(shí),FeO理論上能全部被硫酸浸出,而釩在此酸濃度條件下基本不被浸出,FeO的浸出比釩具有更大的熱力學(xué)趨勢(shì)。依據(jù)這一結(jié)果,可設(shè)計(jì)出“選擇性分段酸浸”新方法,Ⅰ段預(yù)浸除雜、Ⅱ段浸出提釩,在浸出階段即可實(shí)現(xiàn)釩與主要雜質(zhì)鐵的分離。Eh-pH圖表明,在酸性條件下釩的主要溶解相為VO²⁺、VO²⁺和V³⁺,而VO²⁺的穩(wěn)定區(qū)在三個(gè)溶解相的中間,且穩(wěn)定范圍較大,浸出過(guò)程應(yīng)盡量使釩處在VO²⁺的穩(wěn)定區(qū)域。

硅雜質(zhì)對(duì)釩電池電解液性能的影響研究

陳勇, 彭穗, 韓慧果, 劉波

2020, 41(1): 7-12,17. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.002

摘要(238) PDF(11)

摘要:
通過(guò)循環(huán)伏安、交流阻抗和充放電等測(cè)試方法,研究了不同含量硅雜質(zhì)對(duì)釩電池正極電解液電化學(xué)性能和電池性能的影響。結(jié)果表明:電解液中硅含量達(dá)到0.030 g/L時(shí),電解液中V(IV)離子的擴(kuò)散系數(shù)從(1.43~2.32)×10^-6 cm²/s降低至(1.23~1.99)×10^-6 cm²/s,反應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移電阻從1.188Ω·cm²增大到1.593Ω·cm²,降低了電解液的電化學(xué)活性和V(IV)/V(V)電對(duì)反應(yīng)可逆性;電池的容量衰減率和能量衰減率明顯增大,平均庫(kù)倫效率和能量效率分別降低了1.39%和3.23%。

鈦白粉白度影響因素分析

吳健春, 路瑞芳, 劉嬋, 王海波

2020, 41(1): 13-17. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.003

摘要(365) PDF(13)

摘要:
以某鈦白粉廠2019年全年鈦白初品和成品為分析對(duì)象,統(tǒng)計(jì)分析了產(chǎn)品鐵含量和金紅石含量對(duì)鈦白干粉白度的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上選擇鐵含量和金紅石含量相當(dāng)?shù)牟煌锥葮悠?分別采用激光粒度儀和SEM進(jìn)行激光粒度分析和SEM粒度分布分析。結(jié)果表明:產(chǎn)品白度隨著鐵含量的增加呈下降趨勢(shì),鐵含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))超過(guò)50×10^-6后白度顯著下降;金紅石含量在97%~100%范圍內(nèi),隨金紅石含量的增加,產(chǎn)品白度呈現(xiàn)微弱的下降趨勢(shì);隨產(chǎn)品激光粒度粒徑D₅₀的增加,產(chǎn)品白度呈現(xiàn)下降趨勢(shì),D₅₀<300 nm可獲得較高的白度;SEM平均粒徑在200~300 nm范圍內(nèi),產(chǎn)品白度隨粒徑增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì),隨150~350 nm粒徑比例增加,產(chǎn)品白度呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。平均粒徑在240 nm以下,150~350 nm顆粒所占比例在75%以上時(shí)產(chǎn)品亨特白度可達(dá)到95以上。

攀枝花鈦渣流態(tài)化氧化改性試驗(yàn)研究

葉恩東

2020, 41(1): 18-23. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.004

摘要(272) PDF(4)

摘要:
通過(guò)差熱—熱重試驗(yàn)及流態(tài)化理論計(jì)算確定了流態(tài)化氧化參數(shù),完成了不同溫度焙燒試驗(yàn)研究,并對(duì)流態(tài)化氧化改性后鈦渣進(jìn)行了Raman、XRD、SEM分析。研究表明,攀枝花鈦渣粒度分布較均勻,適合采用流態(tài)化技術(shù)進(jìn)行焙燒處理;流態(tài)化焙燒過(guò)程中,攀枝花鈦渣主要含鈦物相依次發(fā)生低價(jià)鈦氧化物—銳鈦型TiO₂—金紅石轉(zhuǎn)變;鐵黑鈦石相轉(zhuǎn)化成金紅石和板鈦礦相。隨著溫度升高,氧化速度加快。在強(qiáng)氧化過(guò)程中,黑鈦石固溶體產(chǎn)生了大量的細(xì)小孔洞和微裂紋,在850~1 100℃,氧化溫度越高,形成的表面微裂紋及內(nèi)部小孔洞越多,黑鈦石固溶體晶格的破壞程度就越大。

微乳液法制備CdS/TiO₂復(fù)合材料及光催化性能研究

尤佳, 江環(huán), 韓炎霖, 鐘雅潔, 董志紅, 張理元

2020, 41(1): 24-31. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.005

摘要(262) PDF(3)

摘要:
以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)/環(huán)己烷/正丁醇/水為主要原料,通過(guò)反相微乳液法,制備了CdS/TiO₂復(fù)合材料。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、X射線衍射儀(XRD)、紫外可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis-Abs)、X射線光電子能譜(XPS)對(duì)樣品進(jìn)行了表征。以甲基橙為目標(biāo)降解物,研究了其光催化性能。結(jié)果顯示:硫化鎘對(duì)二氧化鈦的復(fù)合修飾對(duì)其表面形貌、晶相組成、紫外吸收帶邊、元素組成及化合價(jià)態(tài)均有明顯影響。與純TiO₂相比,CdS/TiO₂的光催化活性明顯提高,450 W金鹵燈光照80 min,3.3%CdS/TiO₂的光催化效果最好,甲基橙溶液降解率達(dá)到96.71%,復(fù)合后TiO₂吸收帶邊出現(xiàn)了一定程度的藍(lán)移。

電鋁熱多期法制備FeV80合金的偏析研究

尹丹鳳

2020, 41(1): 32-35. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.006

摘要(219) PDF(3)

摘要:
利用掃描電鏡、能譜分析、FactSage熱力學(xué)計(jì)算等方法,研究了FeV80合金的微觀形貌及元素分布情況,結(jié)果表明:FeV80合金主要由淺灰色的基體相(σ相)和深灰色的針狀、顆粒狀第二相(BCC-A2相)組成,且雜質(zhì)元素Si更傾向于在σ相中析出。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),對(duì)FeV80合金的宏觀偏析進(jìn)行了研究,受元素熔點(diǎn)、密度、凝固性等影響,合金各元素均存在不同程度的偏析,澆鑄有利于合金元素的均質(zhì),但必須同時(shí)減緩冷卻速度才能更顯著地改善偏析,此時(shí)合金主元素V的極差、標(biāo)準(zhǔn)差最大,分別為1.510%和0.4714%,雜質(zhì)元素S的極差、標(biāo)準(zhǔn)差最小,分別為0.004%和0.0017%。

射頻等離子體制備球形鈦粉及其在粉末注射成形中的應(yīng)用

胡凱, 鄒黎明, 毛新華, 劉瑞洋, 胡可, 段柏華

2020, 41(1): 36-42,53. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.007

摘要(479) PDF(10)

摘要:
采用射頻等離子體球化技術(shù)對(duì)不規(guī)則形貌的氫化脫氫(HDH)鈦粉進(jìn)行球化處理,研究了不同載氣流量、送粉速率和鞘氣流量對(duì)鈦粉形貌和性能的影響。此外,分別以原始HDH鈦粉和球化鈦粉為原料進(jìn)行了粉末注射成形(MIM)試驗(yàn),研究了燒結(jié)樣的微觀組織及理化性能。研究結(jié)果表明:采用射頻等離子球化技術(shù)制備的球形鈦粉的粉末特性較HDH鈦粉有較大的提升,在制備過(guò)程中送粉速率、載氣流量、鞘氣流量等因素對(duì)粉末球化效果有較大影響,采用球化鈦粉制備的MIM產(chǎn)品性能要優(yōu)于HDH鈦粉制備的MIM產(chǎn)品。

原位自生TiB+TiC增強(qiáng)Ti-Fe基復(fù)合材料微觀組織和力學(xué)性能研究

施麒, 閆志巧, 劉辛

2020, 41(1): 43-47. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.008

摘要(488) PDF(8)

摘要:
以Ti粉、Fe粉和B₄C粉末為原料,采用冷等靜壓+高真空燒結(jié)方法制備了不同(TiB+TiC)增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)的Ti-Fe合金基復(fù)合材料(Fe元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~15%),重點(diǎn)討論了Fe含量和增強(qiáng)相對(duì)復(fù)合材料微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在1 150~1 250℃燒結(jié)溫度下制備出Ti-Fe合金基復(fù)合材料致密度隨Fe含量與增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)升高而降低。Fe含量增加使基體中α相層片狀結(jié)構(gòu)細(xì)化,而B(niǎo)₄C粉末的添加生成原位自生TiC顆粒和TiB纖維增強(qiáng)相,基體結(jié)構(gòu)由層片狀轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S狀。材料力學(xué)性能隨Fe含量和增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)增加而提高。在1 150℃燒結(jié)制備的Ti-15%Fe-10vol%(TiB+TiC)復(fù)合材料硬度(HV)達(dá)到334,抗壓強(qiáng)度達(dá)到2 040 MPa。

冷凍干燥法制備高性能電池級(jí)正極材料磷酸鐵鋰

弋大為, 崔旭梅, 張雪峰, 劉甜甜, 林丹萍, 徐尚林

2020, 41(1): 48-53. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.009

摘要(457) PDF(7)

摘要:
以LiOH·H₂O為L(zhǎng)i源,FeNO₃·9H₂O為Fe源,NH₄H₂PO₄提供磷酸根,檸檬酸作為碳源和螯合劑進(jìn)行配料,采用簡(jiǎn)單的制備工藝?yán)鋬龈稍锓ê铣闪穗姵丶?jí)正極材料磷酸鐵鋰粉末。通過(guò)XRD物相表征、電池充放電和循環(huán)伏安等測(cè)試手段探究了燒結(jié)工藝對(duì)碳包覆磷酸鐵鋰(LiFePO₄/C)正極材料的結(jié)晶性及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,煅燒溫度為750℃時(shí)獲得的正極材料LiFePO₄/C電化學(xué)性能表現(xiàn)最好,在不同電流密度下0.1C、0.2C、1C、2C和5C的放電比容量分別為150.5、142.2、128.1、117.8和105.4 mAh/g。

V-Ti-Ni-Al電池負(fù)極用釩基儲(chǔ)氫合金的制備及性能研究

魏勝君, 劉利杰

2020, 41(1): 54-58. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.010

摘要(382) PDF(5)

摘要:
以V₃TiNi_0.56Al_0.3電池負(fù)極用釩基儲(chǔ)氫合金為試驗(yàn)對(duì)象,進(jìn)行了不同球磨轉(zhuǎn)速和燒結(jié)溫度下吸放氫性能和電化學(xué)穩(wěn)定性的測(cè)試、對(duì)比和分析。結(jié)果表明,隨球磨轉(zhuǎn)速的加快和燒結(jié)溫度的升高,試樣的最大吸氫量先增大后減小,放電容量衰減率先減小后增大,吸放氫性能和電化學(xué)穩(wěn)定性能先提高后下降。與300 r/min球磨轉(zhuǎn)速相比,600 r/min球磨轉(zhuǎn)速時(shí)的最大吸氫量增大了26.53%,放電容量衰減率減小了50%;與1 000℃燒結(jié)溫度相比,1 300℃燒結(jié)溫度時(shí)的最大吸氫量增大了21.17%,放電容量衰減率減小了46.6%。V₃TiNi_0.56Al_0.3電池負(fù)極用釩基儲(chǔ)氫合金的工藝參數(shù)優(yōu)選為:球磨轉(zhuǎn)速600 r/min、燒結(jié)溫度1 300℃。

30 mm厚TA1電子束焊接頭疲勞斷裂原因分析

白威, 李大東

2020, 41(1): 59-64,69. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.011

摘要(175) PDF(3)

摘要:
為探究30 mm板厚TA1電子束焊接頭發(fā)生疲勞斷裂的原因,針對(duì)接頭開(kāi)展疲勞試驗(yàn),獲得了接頭S-N曲線及條件疲勞極限。針對(duì)TA1接頭開(kāi)展宏觀、微觀組織及力學(xué)性能檢驗(yàn),結(jié)合對(duì)典型低壽命接頭的疲勞試樣斷口分析,獲得了接頭斷裂特征。結(jié)果表明:電子束焊接過(guò)程使TA1焊縫及熱影響區(qū)得到強(qiáng)化,整個(gè)接頭無(wú)明顯軟化區(qū)。TA1電子束焊接頭S-N曲線數(shù)據(jù)符合線性擬合規(guī)律,其擬合的疲勞極限值163 MPa,為接頭抗拉強(qiáng)度的48.7%,接頭疲勞強(qiáng)度符合金屬材料結(jié)構(gòu)件疲勞設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。焊縫內(nèi)部“微米級(jí)”焊接氣孔的存在是導(dǎo)致接頭發(fā)生疲勞斷裂的主要原因,部分接頭則是因焊接夾渣導(dǎo)致疲勞斷裂。

澆注溫度對(duì)新型釩微合金化鑄造鎂合金組織與性能的影響

黃芳, 徐揚(yáng)

2020, 41(1): 65-69. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.012

摘要(188) PDF(2)

摘要:
采用不同的澆注溫度對(duì)汽車零部件用新型含釩鑄造鎂合金Mg-9Al-1Zn-0.6V試樣進(jìn)行了鑄造成型,并對(duì)制備的鑄造鎂合金顯微組織、拉伸性能和耐腐蝕性能進(jìn)行了測(cè)試和分析。結(jié)果表明:隨澆注溫度從680℃升高到730℃,釩微合金化合金試樣的抗拉強(qiáng)度先增大后減小,腐蝕電位于正移后負(fù)移,組織、拉伸性能和耐腐蝕得到改善。與680℃澆注溫度鑄造時(shí)相比,710℃澆注溫度下試樣的抗拉、屈服強(qiáng)度均增大了18 MPa,腐蝕電位正移了85 mV,斷后伸長(zhǎng)率僅減小了1%。釩微合金化鎂合金Mg-9Al-1Zn-0.6V的澆注溫度優(yōu)選為:710℃。

工藝參數(shù)對(duì)燒結(jié)燃料NO_x排放濃度的影響

劉東輝, 李俊華, 彭悅, 陳建軍, 李兵, 李雨青

2020, 41(1): 70-74. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.013

摘要(240) PDF(3)

摘要:
研究了工藝參數(shù)對(duì)燒結(jié)燃料NO_x排放濃度的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:隨著燒結(jié)溫度的升高,燒結(jié)燃料NO_x的平均濃度先升高后降低,當(dāng)燒結(jié)溫度在1 100℃左右時(shí),氮氧化物的平均濃度達(dá)到最大值。隨著高溫恒溫時(shí)間的延長(zhǎng)和升溫速率的增大,燒結(jié)燃料NO_x的平均濃度均出現(xiàn)降低趨勢(shì),分別由87 mg/m³和91 mg/m³降低到77 mg/m³和80 mg/m³。在氧含量低于21%時(shí),NO_x的平均濃度隨著氧含量的升高而升高。NO_x的排放濃度主要取決于燒結(jié)生產(chǎn)中氮氧化物的生成及被還原程度。因此,燒結(jié)生產(chǎn)中可通過(guò)控制燒結(jié)溫度、增大升溫速率、延長(zhǎng)高溫時(shí)間或降低含氧量等方式抑制NO_x的生成或促進(jìn)其還原,進(jìn)而降低燒結(jié)煙氣中NO_x的排放量。

基于GRNN-SA的重構(gòu)鋼渣最佳配方優(yōu)化模型

許瑩, 楊?yuàn)檴?/a>, 王巧玲

2020, 41(1): 75-81,94. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.014

摘要(208) PDF(4)

摘要:
考慮到鋼渣化學(xué)成分的波動(dòng)性,為解決鋼渣重構(gòu)在配料時(shí)所涉及的復(fù)雜運(yùn)算問(wèn)題,以鋼渣、生石灰、粉煤灰、氟化鈣(CaF₂)的化學(xué)成分作為輸入變量,活性指數(shù)作為輸出變量,構(gòu)建廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GRNN)模型,并采用模擬退火算法(SA)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,建立基于GRNN-SA的重構(gòu)鋼渣最佳配方優(yōu)化模型。通過(guò)實(shí)證分析得出,該模型能夠?qū)崿F(xiàn)重構(gòu)配料過(guò)程的智能化計(jì)算,而且具有普適性,對(duì)不同來(lái)源的鋼渣均有指導(dǎo)意義,對(duì)鋼渣重構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果也有一定的預(yù)測(cè)效果,實(shí)際活性指數(shù)值與預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差在5%以下,模擬準(zhǔn)確性較高。

高鈦高爐渣透水混凝土單軸壓縮破壞試驗(yàn)及數(shù)值模擬

王軍, 王浩, 蔣中友, 梁賀之, 楊賀

2020, 41(1): 82-87. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.015

摘要(288) PDF(4)

摘要:
通過(guò)高鈦高爐渣透水混凝土單軸壓縮試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):高鈦高爐渣透水混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)9.2 MPa,滿足路面基層無(wú)砂混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,其破壞面形態(tài)與普通透水混凝土稍有不同,小粒徑高鈦高爐渣透水混凝土的破壞形態(tài)多表現(xiàn)為骨料斷裂。通過(guò)單軸壓縮數(shù)值模擬,得到了高鈦高爐渣透水混凝土的細(xì)觀力學(xué)參數(shù),基于此參數(shù)的單軸壓縮數(shù)值模擬曲線能很好地與不同粒徑應(yīng)力-應(yīng)變曲線吻合;通過(guò)數(shù)值模擬觀察了高鈦高爐渣透水混凝土模型的斷裂開(kāi)展情況,驗(yàn)證了用PFC模擬高鈦高爐渣透水混凝土單軸壓縮試驗(yàn)的可行性。研究結(jié)果可為研究高鈦高爐渣透水混凝土受力狀態(tài)及破壞機(jī)理提供參考。

不同處理工藝對(duì)鋼渣膨脹穩(wěn)定性能的影響

許博, 藍(lán)天助, 劉朝暉, 柳力

2020, 41(1): 88-94. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.016

摘要(228) PDF(2)

摘要:
針對(duì)鋼渣體積膨脹導(dǎo)致在工程應(yīng)用中穩(wěn)定性較差的問(wèn)題,依據(jù)游離氧化鈣(f-CaO)的水化反應(yīng)理論,運(yùn)用乙酸浸泡與摻入微硅粉兩種方法來(lái)降低鋼渣的體積膨脹率。乙酸溶液體積分?jǐn)?shù)為10%、15%、20%;微硅粉摻量為0.6%、1.2%、2.4%、4.8%。研究結(jié)果表明,兩種方法均能有效降低鋼渣的體積膨脹率,其改善效果與試劑摻量呈正相關(guān);在乙酸浸泡組中,浸泡3 h就能完全發(fā)揮作用,各組降低幅度均在76.1%以上;在加微硅粉的組中,不同摻量下膨脹率降低幅度差異明顯,當(dāng)微硅粉摻入量超過(guò)2.4%時(shí),膨脹率值會(huì)降低至2%以下,當(dāng)摻入量為4.8%時(shí),膨脹率值為0.4%,降低幅度高達(dá)87.1%。

鋼帶爐碳熱還原制備超細(xì)鐵粉的化學(xué)、傳熱耦合模型

董亞鋒, 郭培民, 趙沛, 王磊, 孔令兵

2020, 41(1): 95-99. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.017

摘要(242) PDF(3)

摘要:
建立了鋼帶爐碳熱反應(yīng)制備超細(xì)鐵粉的溫度場(chǎng)及化學(xué)反應(yīng)的耦合數(shù)學(xué)模型。模擬結(jié)果與相關(guān)試驗(yàn)吻合。物料溫度分布接近中心對(duì)稱分布,上、下溫度高,中心溫度低。還原分?jǐn)?shù)與溫度分布規(guī)律總體相似。超細(xì)鐵粉對(duì)料層厚度很敏感,料層越薄,還原率越高,25 mm料層厚度,最終平均還原率可達(dá)90%,但35 mm的料層厚度最終還原率只有60%水平。延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能夠改善還原效果,但是其影響程度低于料層厚度。

CO-CO₂氣氛條件對(duì)鐵碳合金薄帶脫碳的影響

周美潔, 洪陸闊, 艾立群, 侯耀斌, 周朝剛

2020, 41(1): 100-104,112. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.018

摘要(223) PDF(3)

摘要:
為了研究CO-CO₂氣氛條件對(duì)Fe-C合金薄帶氣—固反應(yīng)脫碳的影響,試驗(yàn)采用高碳域、1 mm厚的Fe-C合金薄帶為研究對(duì)象,在Ar-CO-CO₂弱氧化氣氛條件下進(jìn)行氣—固反應(yīng)脫碳。結(jié)果表明:在一定條件下,增加混合氣體流量可以有效提高薄帶表面氧覆蓋率,有利于脫碳反應(yīng)進(jìn)行,當(dāng)混合氣體流量為850 mL·min^-1時(shí),可以獲得較好的脫碳效果;通過(guò)對(duì)不同P_CO₂/P_CO下脫碳后薄帶表面XRD檢測(cè)分析,當(dāng)脫碳溫度為1 413 K時(shí),為保證脫碳而鐵不氧化,混合氣氛P_CO₂/P_CO不宜超過(guò)0.37;其他條件一定時(shí),CO含量為25%(體積比)時(shí),薄帶脫碳效果最好;在一定范圍內(nèi)升高脫碳溫度和延長(zhǎng)脫碳時(shí)間都有利于鐵碳合金薄帶脫碳。

Ca₃TiFe₂O₈對(duì)鐵礦石燒結(jié)過(guò)程中液相生成溫度的影響

付信元, 郭興敏

2020, 41(1): 105-112. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.019

摘要(248) PDF(2)

摘要:
通過(guò)掃描量熱法(DSC)和粉末X射線衍射(XRD),研究了幾種不同純礦物與Ca₃TiFe₂O₈混合的燒結(jié)過(guò)程,檢測(cè)液相生成及吸放熱反應(yīng)前后的物相組成。結(jié)果表明,在燒結(jié)過(guò)程中,與Ca₃TiFe₂O₈混合試樣液相出現(xiàn)溫度都比純相的熔點(diǎn)低。其中,等質(zhì)量混勻燒結(jié)過(guò)程中,Ca₃TiFe₂O₈+CaFe₂O₄和Ca₃TiFe₂O₈+Fe₂O₃分別在1 213℃和1 215℃開(kāi)始出現(xiàn)液相,Ca₃TiFe₂O₈+CFA和Ca₃TiFe₂O₈+SFC則更低,分別在1 204℃、1 205℃開(kāi)始出現(xiàn)液相。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Ca₃TiFe₂O₈和CaFe₂O₄可以穩(wěn)定共存,但與Fe₂O₃、CFA和SFC混合出現(xiàn)液相后會(huì)發(fā)生分解,它僅是一個(gè)中間產(chǎn)物。盡管如此,可以認(rèn)為適當(dāng)控制含鈦鐵礦石的燒結(jié)條件,有Ca₃TiFe₂O₈生成,可以降低液相生成溫度,有助于改善燒結(jié)過(guò)程中的擴(kuò)散條件。

MgO對(duì)酸性球團(tuán)礦冶金性能的影響

李神子, 龍躍, 潘向陽(yáng), 杜培培, 馬保良

2020, 41(1): 113-118. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.020

摘要(176) PDF(4)

摘要:
球團(tuán)礦中適宜的MgO含量能改善其冶金性能,有利于高爐的冶煉,因此,在球團(tuán)礦中尋求適宜的MgO含量至關(guān)重要。試驗(yàn)采用研山三系列鐵精粉、白云石粉及高鎂粉混合造球,配以鐵礦石冶金性能綜合測(cè)試儀、XRD和金相顯微鏡等測(cè)試手段,探究MgO含量對(duì)酸性球團(tuán)礦冶金性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨著MgO含量的增加,酸性球團(tuán)礦的低溫還原粉化和還原性得到改善;酸性球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度在MgO含量為2.0%時(shí)最好,可達(dá)到3 050 N;當(dāng)MgO含量在1.8~2.0%時(shí),球團(tuán)礦的礦物組成較好,鐵酸鈣含量較多,赤鐵礦結(jié)晶較完善。

微量稀土元素對(duì)奧氏體不銹鋼21-4N顯微組織及碳化物的影響

王洪利, 杜思敏, 曹美姣, 張健

2020, 41(1): 119-124. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.021

摘要(330) PDF(6)

摘要:
通過(guò)對(duì)21-4N鋼添加微量稀土Ce元素,分析不同Ce含量對(duì)21-4N鋼鑄態(tài)、鍛態(tài)下的顯微組織的影響。結(jié)果表明:適量稀土Ce元素的加入,可以顯著細(xì)化鑄態(tài)樹(shù)枝晶間距、“類珠光體”團(tuán)及一次碳化物M₇C₃,改善鑄態(tài)“類珠光體”形貌,減少一次碳化物數(shù)量;顯著細(xì)化鍛態(tài)奧氏體晶粒尺寸。當(dāng)Ce含量過(guò)高,鑄態(tài)“類珠光體”團(tuán)粗化、一次碳化物數(shù)量增加;鍛態(tài)奧氏體粗化。Ce元素含量0.011%≤w(Ce)≤0.015%時(shí),21-4N鋼的鑄態(tài)“類珠光體”團(tuán)尺寸小、形狀球化,一次碳化物細(xì)小且數(shù)量增加;鍛態(tài)奧氏體晶粒細(xì)小。

稀土對(duì)Cr12MoV鋼VD工序夾雜物演變的影響

杜思敏

2020, 41(1): 125-130. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.022

摘要(209) PDF(5)

摘要:
對(duì)國(guó)內(nèi)某鋼廠EAF→LF→VD→模鑄工藝生產(chǎn)的Cr12MoV鋼,VD工序不同時(shí)點(diǎn)進(jìn)行取樣,利用ASPEX自動(dòng)掃描電鏡分析統(tǒng)計(jì)鋼中非金屬夾雜物的成分、數(shù)量、尺寸等信息。結(jié)果表明,鋼中夾雜物類型及形貌的演變主要受稀土元素的影響,稀土(La、Ce)添加量為134×10^-6,稀土能與鋼液中的[O]、[S]結(jié)合,置換氧化物類夾雜中的氧和硫化物類夾雜中的硫,將其轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罨蚪驙畹腞E₂O₃、RE₂S₃、RE₂O₂S,并能與鋼液中的[O]、[Al]結(jié)合生成REAlO₃;夾雜物數(shù)量及尺寸的演變與VD工序軟吹時(shí)間有關(guān),當(dāng)軟吹時(shí)間控制在26~45 min時(shí),鋼中夾雜物數(shù)量和尺寸均隨軟吹時(shí)間的增加不斷減小,軟吹時(shí)間增至55 min時(shí)夾雜物尺寸仍在減小但數(shù)量有所增加,且主要表現(xiàn)為Al₂O₃和REAlO₃類數(shù)量的增加。綜合鋼種用途,考慮夾雜物改性及VD工序成本,在此稀土添加量情況下,Cr12MoV鋼VD工序最佳軟吹時(shí)間應(yīng)控制在33~45 min。

水溶液電解法研究鈰對(duì)含鈦夾雜物的影響

呂勇, 任宏志, 邢金鑫, 景強(qiáng), 彭軍, 安勝利

2020, 41(1): 131-135. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.023

摘要(222) PDF(5)

摘要:
通過(guò)水溶液電解法將鈦微合金鋼中的含鈦夾雜物完整地電解提取出來(lái),并采用物理磁選的方法實(shí)現(xiàn)夾雜物的無(wú)損分離。含鈦夾雜物經(jīng)過(guò)超聲分散、滴撒夾雜物懸濁液的方式進(jìn)行制樣,并結(jié)合掃描電鏡研究其形貌。研究發(fā)現(xiàn):隨稀土加入量的增加,含鈦夾雜物形貌發(fā)生不同程度的改變。不添加稀土鈰時(shí),鋼中含鈦夾雜物為典型的長(zhǎng)方體形貌。加入0.003 8%稀土鈰時(shí),長(zhǎng)方體含鈦夾雜物轉(zhuǎn)變?yōu)檎襟w含鈦夾雜物。稀土加入量為0.005 4%、0.007 2%、0.009 8%時(shí),形成TiC-CeAlO₃、Ti(C,N)-CeAlO₃,含鈦夾雜物逐步向橢球形、球形轉(zhuǎn)變,從棱角分明的形狀轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄饣娴膴A雜物并且含鈦夾雜物的尺寸減小。隨著稀土加入量的增加,鋼中含鈦夾雜物的析出數(shù)量增加,直徑小于1μm的含鈦夾雜物析出比例增加、含鈦夾雜物的平均尺寸逐漸減小。

高溫壓縮對(duì)GH4169合金微觀組織的影響

李佳蓮

2020, 41(1): 136-140,151. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.024

摘要(243) PDF(5)

摘要:
系統(tǒng)研究了GH4169合金在900~1 150℃、變形量為50%、變形速率為10 s^-1的壓縮條件下的微觀組織演變。結(jié)果表明,在設(shè)定的溫度范圍內(nèi),GH4169合金的微觀組織逐漸由變形態(tài)向不完全再結(jié)晶態(tài)以及完全再結(jié)晶態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變。合金中的析出相主要有微米級(jí)別的塊狀碳化物和亞微米級(jí)別的顆粒狀δ相。少量細(xì)小析出相的存在對(duì)合金的組織細(xì)化有著很好的促進(jìn)作用,在相對(duì)較小的變形量下,合金的晶粒尺度同變形前相比顯著減小。

高Ti微合金高強(qiáng)鋼靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型

杭子迪, 馮運(yùn)莉, 崔巖, 萬(wàn)德成, 徐永先, 張鎮(zhèn)

2020, 41(1): 141-146. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.025

摘要(413) PDF(16)

摘要:
采用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī),通過(guò)應(yīng)力松弛法對(duì)高Ti微合金高強(qiáng)鋼的靜態(tài)再結(jié)晶行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明:在高的變形(保溫)溫度和大的變形量下,靜態(tài)再結(jié)晶進(jìn)程加快,變形速率對(duì)靜態(tài)再結(jié)晶的影響較小;計(jì)算出靜態(tài)再結(jié)晶激活能Q_rex=276.45 kJ/mol,證實(shí)了微合金元素Ti有抑制再結(jié)晶的作用;基于Avarami方程確定了試驗(yàn)鋼靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型。

鹽酸基溶液中鐵離子對(duì)鐵素體不銹鋼腐蝕行為的影響

解瓊, 徐勇, 劉承軍, 姜茂發(fā)

2020, 41(1): 147-151. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.026

摘要(737) PDF(7)

摘要:
通過(guò)腐蝕失重測(cè)試、宏觀形貌觀察、微觀形貌分析、自腐蝕電位測(cè)定、極化曲線以及交流阻抗圖譜測(cè)試等試驗(yàn)檢測(cè)方法,考察了鹽酸溶液中鐵離子對(duì)熱軋拋丸后鐵素體不銹鋼表面氧化層去除過(guò)程的影響。結(jié)果表明:不銹鋼酸洗過(guò)程中Fe²⁺的累積使溶液氧化還原電位降低,同時(shí)降低酸洗效率;Fe³⁺的累積使溶液氧化還原電位提升,同時(shí)提升酸洗效率。在3 mol/L鹽酸濃度的溶液中,加入0.5 mol/L的Fe³⁺或Fe²⁺,不銹鋼的酸洗失重率由0.22%分別增至1.23%或降至0.14%。隨著溶液中Fe³⁺同F(xiàn)e²⁺摩爾濃度比(C_Fe3+/C_Fe2+)的增大,不銹鋼的酸洗失重率逐漸增大。在鹽酸濃度為1.37 mol/L、全鐵濃度為1.79 mol/L的溶液體系中,當(dāng)C_Fe3+/C_Fe2+≥2時(shí),不銹鋼的酸洗失重率較不含鐵離子的溶液體系提高7.2倍以上。在鹽酸溶液中,Fe³⁺通過(guò)直接參與陰極反應(yīng)提升反應(yīng)速率,Fe²⁺通過(guò)替換不銹鋼表面吸附的H⁺從而降低反應(yīng)速率。

大氣層流等離子體掃描速度對(duì)球墨鑄鐵組織和性能的影響

薛令, 李龍義, 帥帆, 王均

2020, 41(1): 152-157. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.027

摘要(176) PDF(3)

摘要:
采用自行研制的表面淬火層流等離子體系統(tǒng),對(duì)QT450球墨鑄鐵進(jìn)行表面淬火。用光學(xué)顯微鏡(OM)、顯微硬度儀、X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)等,研究了淬火區(qū)的尺寸、組織結(jié)構(gòu)和硬度。研究表明,淬火試樣的表面組織為滲碳體、細(xì)小珠光體、馬氏體和部分殘留奧氏體等。試樣從表向里主要由熔融區(qū)、熱影響區(qū)和基體三部分組成。在本研究范圍內(nèi),當(dāng)掃描速率為500 mm/min時(shí),熔融區(qū)的尺寸最大,硬度最高。

特寬幅X70M管線鋼工業(yè)開(kāi)發(fā)

翟冬雨, 杜海軍, 姜金星

2020, 41(1): 158-164. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.028

摘要(253) PDF(2)

摘要:
南鋼根據(jù)沙特阿美技術(shù)規(guī)范要求及寬厚板5 m軋機(jī)裝備特點(diǎn),合理設(shè)計(jì)了冶煉成分及工藝流程,得到了成分均勻、組織優(yōu)異的260 mm×2 570 mm斷面坯料。采用TMCP軋制工藝,超快冷冷卻技術(shù),獲得細(xì)小均勻的以針狀鐵素體為主的細(xì)晶組織,開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品具有良好的力學(xué)性能及優(yōu)異的低溫沖擊韌性。通過(guò)小批量軋制技術(shù),確定了工業(yè)生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品性能合格率高。南鋼成為批量供應(yīng)特寬幅X70M級(jí)管線鋼板的工業(yè)產(chǎn)品基地。

新國(guó)標(biāo)下螺紋鋼筋的生產(chǎn)實(shí)踐及問(wèn)題分析

張向軍, 方實(shí)年, 盧勇, 肖元忠, 丁漢林, 蒲春雷

2020, 41(1): 165-172. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.029

摘要(252) PDF(4)

摘要:
介紹了螺紋鋼筋新國(guó)標(biāo)實(shí)施以來(lái),國(guó)內(nèi)多家生產(chǎn)線HRB400E級(jí)及以上螺紋鋼筋的合金減量化綠色生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),分析總結(jié)了新國(guó)標(biāo)實(shí)踐過(guò)程中出現(xiàn)的普遍性問(wèn)題,并提出了相應(yīng)的解決思路和方案,為鋼鐵企業(yè)更好地實(shí)施螺紋鋼筋新國(guó)標(biāo)提供參考。

旋轉(zhuǎn)噴吹脫硫技術(shù)在鐵水預(yù)處理上的應(yīng)用研究

龔洪君, 梁新騰, 周遵傳, 戈文蓀, 曾建華, 陳均

2020, 41(1): 173-178. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.01.030

摘要(255) PDF(3)

摘要:
對(duì)比分析了目前噴吹脫硫所存在的問(wèn)題,借鑒KR脫硫原理,對(duì)噴吹脫硫槍旋轉(zhuǎn)噴吹脫硫過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,通過(guò)比較發(fā)現(xiàn),噴吹脫硫槍旋轉(zhuǎn)能有效降低脫硫過(guò)程的噴濺以及提高噴吹氣體對(duì)半鋼熔池的攪拌。在理論研究的基礎(chǔ)上,攀鋼設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出基于旋轉(zhuǎn)噴吹技術(shù)的半鋼脫硫新工藝,該工藝已分別在攀鋼140、230 t半鋼脫硫上進(jìn)行了應(yīng)用,取得了很好的效果,脫硫劑中鎂利用率平均由55.46%提高至68.27%,噴濺減少,鐵損、脫硫劑消耗顯著降低,脫硫效率有一定提高。

留言板

2020年第41卷第1期

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