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賈秀敏, 陳天寶, 黃永, 劉會武, 劉忠臣, 李培佑, 向秋林

2020, 41(6): 1-5. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.001

摘要(222) PDF(6)

摘要:
采用鈉化焙燒法從廢SCR脫硝催化劑中回收鈦,研究了堿用量、焙燒溫度、時間、物料粒度、不同硫酸濃度等因素對鈦提取率的影響。根據試驗結果確定了最佳的焙燒反應條件為:堿用量為理論用量的1.2倍,焙燒溫度700℃,焙燒時間3 h,物料粒度-150μm。焙燒熟料水洗后采用質量濃度為45%的硫酸浸出,鈦浸出率大于89%。浸出液經常壓水解制備二氧化鈦,鈦沉淀率大于93%,二氧化鈦產品純度大于93%。

硫酸浸取鈦鐵礦動力學研究

王海波, 吳小平, 高健, 王斌, 程曉哲

2020, 41(6): 6-10. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.002

摘要(405) PDF(26)

摘要:
以攀枝花鈦鐵礦、硫酸為原料,研究了鈦鐵礦在硫酸中浸取的反應動力學行為,并利用掃描電鏡、礦物分析儀及X射線衍射儀對鈦鐵礦和浸取殘渣進行了表征。研究結果表明:反應溫度83~111℃,反應酸濃度23.5%~45.8%,酸礦比為6.2∶1,鈦鐵礦在硫酸中浸取反應模型為未反應收縮核模型,浸取速率控制步驟為混合控制,反應活化能為62.2 k J/mol;鈦鐵礦部分以單獨物相存在,部分與其它物相夾雜;鈦鐵礦酸浸后,少部分鈦鐵礦物外表面比較規整,大部分鈦鐵礦物外表面為蜂窩狀;鈦鐵礦主要物相為鈦鐵礦,酸浸取后增加了灰石物相和石英物相。

減少硫酸亞鐵濾餅夾帶鈦液流失的研究

鄭承剛, 劉玨欣, 葉世超

2020, 41(6): 11-15. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.003

摘要(262) PDF(6)

摘要:
采用試驗研究和硫酸法鈦白工業生產實際相結合的技術路線,測定了硫酸亞鐵在水中的溶解度,探究了硫酸亞鐵的結晶動力學特性,考察了晶體粒徑對濾餅中鈦液含量的影響。對鈦白行業現行的硫酸亞鐵真空絕熱冷卻間歇結晶過程在添加晶種的條件下進行數學模擬和過程預測,獲得了系統絕壓、結晶溫度、降溫速率、蒸發速率的工作方程式。整個結晶過程不產生新的晶核,實現晶體快速長大,受控結晶的晶體粒徑比現行工藝增加3.8倍,濾餅夾帶鈦液的量減少48%,有效地減少了鈦液流失。

宇航級釩鋁合金脫氧技術研究

陳海軍, 師啟華, 尹丹鳳, 高雷章

2020, 41(6): 16-20. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.004

摘要(263) PDF(16)

摘要:
宇航級釩鋁合金氧含量對下游鈦合金材料的性能有重要的影響。針對鋁熱法冶煉制備的釩鋁合金中氧含量高的問題,通過熱力學分析明確了釩鋁合金中氧的賦存狀態,Al V85合金中氧元素優先與鋁結合成了α-Al₂O₃,其次與釩結合成了VO;Al V55合金中氧元素與鋁結合成了α-Al₂O₃。采用正交試驗獲得了真空脫氧的最佳條件,在過熱度60℃、真空度1 000 Pa、脫氣時間5 min,吹氬氣攪拌2 min的條件下,釩鋁合金中氧含量由0.15%降低至0.009 89%,所得產品滿足Gf E公司宇航級產品標準要求。

高端FeV50合金生產工藝研究

李東明, 于繼洋, 賈立根, 王方, 盧永杰, 秦云泉

2020, 41(6): 21-25. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.005

摘要(262) PDF(4)

摘要:
結合電鋁熱法工藝,分析了FeV50合金Al,P含量的影響因素,以及合金氧化面的成因,并研究確定了高端品FeV50合金(合金w(Al)≤1.0%,w(P)<0.06%,外觀無氧化面)的生產工藝技術參數。具體為:對于合金中P含量,應控制原料的鐵屑w(P)≤0.7%,造渣劑w(P)<0.06%,五氧化二釩w(P)<0.015%;對于合金中Al含量,應使配鋁系數控制在0.505~0.510;冶煉結束自然冷卻36 h可避免合金表面產生氧化面。生產實踐表明,執行上述工藝技術參數,可實現高端品FeV50合金穩定生產,產品可滿足用戶使用需求。

釩酸鈣碳酸化浸出制備偏釩酸銨試驗研究

付自碧

2020, 41(6): 26-29,34. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.006

摘要(332) PDF(17)

摘要:
針對釩酸鈣碳酸化浸出液Na/V高、釩濃度低等問題,提出碳酸氫鈉、碳酸氫銨混合浸出制備偏釩酸銨的新方法,主要研究了浸出劑組成、浸出CO₃^2-/Ca²⁺、浸出溫度、液固比等因素對浸出效果的影響規律。結果表明,釩酸鈣在浸出劑組成Na HCO₃∶NH₄HCO₃=1∶1、浸出CO₃^2-/Ca²⁺=1.1、浸出溫度90℃、液固比(4~5)∶1等條件下浸出,得到的浸出液釩濃度為43.87~54.57 g/L,釩浸出率為97.80%~98.01%。浸出液利用碳酸氫銨沉淀偏釩酸銨,釩沉淀率為91.31%,釩產品滿足質量指標控制要求。

Zn對工業V-Mo/Ti脫硝催化劑性能的影響

縱宇浩, 黃力, 常崢峰, 王虎, 周軍, 李金珂

2020, 41(6): 30-34. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.007

摘要(260) PDF(4)

摘要:
采用浸漬法將不同含量的Zn負載到工業V-Mo/Ti脫硝催化劑上,評價其NH₃選擇性催化還原NO的活性。采用XRD、N₂-吸附脫附、NH₃-TPD、H₂-TPR和NO-TPD等,對催化劑進行理化表征。結果表明,Zn的負載,沒有改變V-Mo/Ti催化劑的晶型結構,但降低了V-Mo/Ti催化劑的比表面積、還原性能,減少催化劑的酸量,降低了催化劑對NO的吸附性能,從而降低脫硝催化劑的催化劑性能。同時,采用0.5 mol/L的H₂SO₄溶液對Zn中毒的催化劑進行清洗,可以有效去除催化劑上負載的Zn。

非化學計量比二氧化鈦/納米碳纖維電極的制備及其超級電容性能的研究

任亞琦, 呂懌瀅, 李璽, 王瑞

2020, 41(6): 35-39. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.008

摘要(238) PDF(3)

摘要:
采用靜電紡絲—浸漬—煅燒方法,制備一體化的非化學計量比二氧化鈦/納米碳纖維電極,并用于超級電容的制作中。電極由直徑為80~100 nm的碳纖維作為基底,纖維外覆蓋細小的TiO₂納米顆粒,通過在惰性氣氛中的高溫煅燒,獲得非化學計量比的TiO₂。最終,900℃下煅燒獲得的電極在0.2 A/g的電流密度下,放電電容達到222.81F/g,且2 A/g的電流密度下6 000次循環后電容保持率達到92%,體現出優良的超級電容性能和循環性能。

攪拌速率對電沉積Ni-Sn/TiO₂復合鍍層耐蝕性的影響

崔鵬飛, 張凱奕, 周宗熠, 李運剛, 楊海麗

2020, 41(6): 40-44. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.009

摘要(268) PDF(5)

摘要:
通過電沉積法制備了Ni-Sn/TiO₂復合鍍層,采用掃描電鏡、能譜儀、Tafel曲線和電化學阻抗譜研究了攪拌速率對Ni-Sn/TiO₂復合鍍層的表面形貌、成分和耐蝕性的影響。結果表明:隨著攪拌速率的增加,鍍層中TiO₂含量先增加后減小。當攪拌速率為40 r/min時,TiO₂含量最大,此時,鍍層表面無裂紋,晶粒細小且分布均勻。通過Tafel曲線和電化學阻抗譜分析可知,隨著攪拌速率的增大,鍍層的耐蝕性先增強后減弱。當攪拌速率為40 r/min時,鍍層具有最正的腐蝕電位,最低的腐蝕電流密度和最大的電荷轉移電阻,耐蝕性最好。

中空三維rGO/P-HC/TiO₂復合材料光催化降解氨氮

王敏, 夏立新, 林清嫻

2020, 41(6): 45-51. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.010

摘要(250) PDF(6)

摘要:
采用水熱法制備了一系列能夠降解水體中氨氮的催化劑,通過SEM、XRD、BET和UV-vis-DRS光譜技術對催化劑材料的表面性質進行了表征,研究了HC、P-HC、rGO/P-HC、TiO₂、P-HC/TiO₂、rGO/TiO₂和rGO/P-HC/TiO₂的光催化性能,探討催化劑用量、溶液p H值和氨氮濃度對氨氮降解過程的影響。研究發現,氨氮去除率隨著催化劑用量的增加先升高后降低,在p H=8時氨氮去除率最高。rGO/P-HC/TiO₂催化劑對氨氮降解的光催化活性明顯高于其他催化劑,氨氮去除率達到93.0%,在循環利用試驗中,rGO/P-HC/TiO₂在紫外線和陽光下氨氮氧化反應中表現出良好的循環活性和穩定性。所制備的催化劑具有良好的應用前景。

利用提釩尾渣和石墨制備高溫顯熱蓄熱材料的研究

樸榮勛, 李軒, 李國偉, 趙俊全, 羅衛東, 鄧莉云, 郭安芬

2020, 41(6): 52-59. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.011

摘要(229) PDF(2)

摘要:
以提釩尾渣為初始原料,經碳熱還原除鐵處理后得到的提鐵尾渣為主要原料,石墨材料為改性劑,采用粉末冶金方法進行了高溫顯熱蓄熱材料制備的試驗研究。XRD物相分析結果表明,蓄熱材料的主要物相包括Na_6.65Al_6.24Si_9.76O₃₂、多元素組成的鋁硅酸鹽、鈦鐵礦以及石墨。隨著石墨含量的增加,蓄熱材料密度和硬度均有下降趨勢,而導熱系數呈增長趨勢。DSC測試結果表明,在500℃以上的中高溫區域比熱容數值較高。蓄熱密度計算結果表明,在500~750℃范圍內,顯熱蓄熱材料蓄熱密度為223 k J/kg,蓄熱量為0.062 k Wh/kg,1 000 k Wh所需質量為16 000 kg。本研究制備的蓄熱材料在500℃以上的溫度范圍內具有良好的蓄熱能力,適用于高溫蓄熱系統當中。

基于神經網絡算法的釩基鎳氫電池負極材料性能優化

王紅, 王群群

2020, 41(6): 60-65. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.012

摘要(195) PDF(3)

摘要:
采用6×36×12×1四層拓撲結構神經網絡模型,以鈦含量、鎳含量、鋁含量、鉻含量、保溫溫度和保溫時間為輸入層參數,以充放電循環穩定性為輸出層參數,構建了釩基鎳氫電池負極材料性能優化神經網絡模型。結果表明,模型具有較強預測能力和較高預測精度,平均相對訓練誤差4.8%、平均相對預測誤差4.9%。與現有V₃Ti Ni_0.56材料相比,神經網絡模型優化獲得的V₃Ti Ni_0.56Al_0.3Cr_0.4材料在充放電循環30次后的放電容量衰減率從61%減小到26%。

攀西某釩鈦磁鐵礦選礦試驗研究

李金林, 李韋韋, 祝勇濤, 吳雪紅

2020, 41(6): 66-73. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.013

摘要(335) PDF(11)

摘要:
以攀西某低品位釩鈦磁鐵礦為研究對象,針對其中的鈦磁鐵礦與鈦鐵礦開展選礦試驗研究。通過“預先拋尾+兩段階磨階選”的工藝回收其中的鈦磁鐵礦,最終可獲得產率19.78%,TFe品位55.34%,TFe回收率51.27%的鐵精礦。選鐵尾礦中含有大量鈦鐵礦,通過兩段除鐵強磁流程可將TiO₂品位由9.38%提升至21.58%;采用浮選流程進一步提升TiO₂品位,通過“浮硫—脫泥—一粗三精”的流程,最終可獲得相對于選鐵尾礦產率9.53%,TiO₂品位47.45%,TiO₂回收率47.87%的合格鈦精礦。

攀西紅格橄輝巖型釩鈦磁鐵礦選礦試驗

陳桃, 胡志波, 陳程, 鄭禹, 應宏偉, 鄧皓

2020, 41(6): 74-80. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.014

摘要(242) PDF(6)

摘要:
通過對攀西紅格橄輝巖型釩鈦磁鐵礦原礦進行X射線熒光光譜分析、X射線衍射光譜分析、原礦礦物組成分析等工藝礦物學研究,可知原礦中主要有價金屬元素為鐵和鈦,可考慮將鐵和鈦綜合利用。原礦中主要有價組分為磁鐵礦和鈦鐵礦,主要脈石礦物為綠泥石(由橄欖石、長石蝕變而成)、角閃石和榍石,另含有少量輝石、石英和云母。原礦中的鐵組分主要為磁性鐵,富集于鈦磁鐵礦中,而鈦則富集于鈦鐵礦中。從原礦篩析結果可知,其各粒級鐵、鈦分布比較均勻,但細粒級(-0.038 mm)的TiO₂、TFe、MFe品位較低。根據原礦性質,采用階磨階選的選鐵流程進行試驗,結果表明,使用磁選柱進行精選后,獲得鐵精礦TFe品位可達55.62%,回收率可達50.12%,實現紅格低品位橄輝巖型釩鈦磁鐵礦中鐵的有效回收利用。將兩段弱磁選尾礦作為選鈦給礦,回收其中的鈦組分,實現綜合利用。

提質白馬鐵精礦工藝礦物學研究

楊道廣

2020, 41(6): 81-87. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.015

摘要(167) PDF(5)

摘要:
以白馬鐵礦選礦廠提質前后的原礦、精礦和尾礦為研究對象,采用化學分析、AMICS等研究手段,對樣品進行了多元素、礦物組成和單體解離度分析。研究了白馬鐵精礦品位提高到59%后,其鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、脈石含量變化規律,鈦磁鐵礦單體解離度,Fe的主要損失,鈦的變化規律等;鈦磁鐵礦中存在類質同相元素取代及客晶礦物,客晶礦物中的片狀鈦鐵礦、細針狀鈦鐵尖晶石呈微細粒嵌布的形式是導致提質白馬鐵精礦的TiO₂含量降低困難的主要原因。

安康地區某釩鈦磁鐵礦工藝礦物學研究

惠博, 楊耀輝, 陳偉, 鄧冰

2020, 41(6): 88-93,123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.016

摘要(161) PDF(4)

摘要:
利用X射線熒光光譜分析(XRF)、光學顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、X射線能譜探針(EDS)等手段對安康地區某鈦磁鐵礦的工藝礦物學特征進行了研究。原礦化學分析結果顯示,礦石中可供選礦回收的主要元素為鈦和鐵,其品位分別為20.9%、7.67%。礦物鑒定結果表明,礦物類型主要為:鈦磁鐵礦(16.8%),鈦鐵礦(8.81%),硫化物(1.10%),脈石礦物(73.29%)。礦物工藝粒度特征表明有用礦物鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、硫化物粒徑主要集中在500~100μm,脈石礦物相對于有用礦物較粗。元素平衡配分結果表明,鐵和鈦的理論品位分別為52.44%和47.83%,分布率分別為41.65%和54.30%。闡明了影響選礦指標的因素,為制定合理的選冶工藝提供了理論依據。

CO-CO₂氣氛條件下鐵碳合金薄帶脫碳試驗研究

周美潔, 艾立群, 洪陸闊, 侯耀斌, 周朝剛

2020, 41(6): 94-98. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.017

摘要(158) PDF(2)

摘要:
為了研究CO-CO₂氣氛條件下溫度、時間和薄帶的厚度等參數對Fe-C合金薄帶脫碳的影響,試驗以初始碳含量4.2%左右的2、1.5 mm和1 mm厚的Fe-C合金薄帶為研究對象,在Ar-CO-CO₂弱氧化氣氛條件下進行氣—固反應脫碳。結果表明:隨著脫碳溫度的升高脫碳量增加,升高溫度有利于提高脫碳速率;隨著脫碳時間的增加脫碳量增加,脫碳前期脫碳速率較快,在1 413 K下1 mm厚度薄帶脫碳60 min脫碳率可達到92%;薄帶厚度對脫碳效果影響顯著,相同時間內1 mm的薄帶脫碳效果要明顯優于1.5 mm和2 mm薄帶;隨著脫碳時間的延長鐵素體區域厚度增加,靠近反應界面的碳質量分數越來越低。

高爐鈦煤混噴工業試驗

董亞鋒, 郭培民, 劉克明, 翟丹

2020, 41(6): 99-106. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.018

摘要(213) PDF(2)

摘要:
鈦煤混噴是將富鈦粉加入原煤中制成鈦煤粉,從風口噴入高爐的工藝過程。為驗證鈦煤混噴的實際效果,在國內某2 500 m³級高爐進行了鈦煤混噴工業試驗。試驗結果顯示,鈦煤混噴可利用原有噴煤設施進行。在噴吹入爐鈦負荷為3.7 kg/t時,鐵水[Ti]含量達到0.13%,同樣鐵水[Ti]含量則需爐頂鈦礦帶入TiO₂負荷為7.7 kg/t,鈦煤混噴時鈦的還原率明顯高于爐頂加入鈦礦。爐缸二段冷卻水溫差數據基本保持穩定。爐缸下部和爐底的維護需要更為綜合性的措施。

含Ti低碳微合金鋼的力學行為和強化機理

關建輝, 張繼明, 孫林, 曲錦波, 楊官林

2020, 41(6): 107-111. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.019

摘要(394) PDF(7)

摘要:
采用OM、SEM、拉伸試驗等方法,對不同Ti含量低碳微合金鋼的顯微組織與力學性能進行測試與表征,并探討了其強化機制。結果表明,隨著有效Ti含量的升高,試驗鋼的強度提高,延伸率下降,屈強比升高。當Ti含量由0.016%提高到0.137%時,試驗鋼的屈服強度由327 MPa提高到710 MPa,增加383 MPa,抗拉強度由418 MPa提高到773 MPa,增加355 MPa。當有效Ti含量在0~0.052%和0.052%~0.107%區間時,0.01%的有效Ti含量增量對屈服強度的貢獻分別約為44 MPa和21 MPa。

LF精煉渣的熱態循環利用研究

李樹軍, 杜雪巖

2020, 41(6): 112-118,134. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.020

摘要(327) PDF(6)

摘要:
以某廠非低硅鋁鎮靜鋼的生產為例,對LF爐精煉渣的熱態循環利用進行研究。在LF精煉爐各個爐次取渣樣和鋼樣進行分析,對比了LF精煉爐出站鋼液成分和夾雜物數量密度的變化。研究結果表明:LF精煉爐渣在不添加石灰調節堿度的條件下,循環利用三次時,鋼液當中的S含量超出一般品成分的控制要求,精煉渣成分當中的CaO含量控制在43.58%以上,堿度R₂控制在8.58以上,能夠滿足LF熱態精煉渣循環利用對鋼液的脫硫要求。隨著精煉渣循環利用次數的增加,精煉渣對鋼液當中夾雜物的吸附能力指數有明顯的下降,精煉渣對鋼液當中夾雜物的吸附去除效率降低。

稀土對高硫易切削鋼中夾雜物的影響研究

范磊, 李晨, 姜茂發

2020, 41(6): 119-123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.021

摘要(263) PDF(4)

摘要:
為探究稀土對高硫易切削鋼中夾雜物的影響作用,進行了高溫模擬試驗及熱力學分析。研究表明,當Ce含量為0.01%時,鋼中的主要夾雜物類型為MnS和CeAlO₃,Mn S可以在CeAlO₃表面析出形成復合夾雜物,復合夾雜物的數量占比約3.01%;當Ce含量為0.05%時,鋼中的主要夾雜物類型為MnS、CeAlO₃和Ce₂S₃,MnS可與Ce₂S₃互相包裹形成復合夾雜物,復合夾雜物數量占比約5.11%。當Ce含量由0.01%增大為0.05%時,鋼中Ⅱ類鏈狀MnS夾雜物數量明顯減少,硫化物尺寸有所減小。

高建鋼不同位置鐵素體相變析出行為研究

鄭非凡, 張彩軍, 武紹文, 李康康

2020, 41(6): 124-129. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.022

摘要(199) PDF(3)

摘要:
利用高溫激光共聚焦顯微鏡對高建鋼針狀鐵素體的相變析出行為進行原位觀察,并將其分類為晶界面、晶界棱和夾雜物析出鐵素體,就其形核位置及長大速率進行理論分析。發現晶界鐵素體存在生長速率不均勻與生長過程發生偏轉兩個普遍的生長特性;發現了鐵素體的三種形核位置析出鐵素體的先后順序;最后通過原為觀察揭示了不同位置析出鐵素體的生長特性。

退火溫度對1000 MPa級Q＆P鋼組織性能及殘余奧氏體的影響

盧茜倩, 谷海容, 崔磊, 肖洋洋, 冷德平

2020, 41(6): 130-134. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.023

摘要(332) PDF(9)

摘要:
通過SEM、EBSD、XRD、室溫拉伸性能測試等分析手段,研究了退火溫度對1 000 MPa級Q&P鋼組織演變、力學性能、殘余奧氏體的影響。結果表明:800~900℃退火,室溫組織主要由鐵素體(F)+馬氏體(M)+殘余奧氏體(RA)組成,隨著退火溫度的升高,馬氏體的體積分數增加,且馬氏體內部板條逐漸清晰。隨著退火溫度的升高,殘余奧氏體的比例增加,晶界越多的地方殘余奧氏體越密集。在850℃退火時,強度和塑性達到最佳結合,抗拉強度為991.33 MPa,延伸率為18.58%,達到Q&P980強塑性標準(抗拉強度≥980 MPa,延伸率≥15%)要求。

碲改質303Cu不銹鋼中MnS夾雜物形態

李杰, 朱強斌, 田錢仁, 樊田, 謝劍波, 付建勛

2020, 41(6): 135-141. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.024

摘要(266) PDF(10)

摘要:
為探究碲元素對303Cu易切削不銹鋼中MnS夾雜物形態的影響,向303Cu鋼中加入不同質量分數的碲,結合金相顯微鏡、掃描電鏡、小樣電解等方法,分析了碲對鋼中MnS夾雜物形態及分布的影響。結果表明:在303Cu不銹鋼中加入碲,可以減少小尺寸夾雜物的數量,增多大尺寸夾雜物的數量,增大夾雜物平均等效直徑和平均面積,加入0.036 0%碲時夾雜物改質效果最好;在低碲鋼中碲化物主要附著在MnS表面,高碲鋼中形成碲化物完全包裹MnS的復合夾雜;鋼中夾雜物經過改質,從鏈狀、長條狀變成紡錘狀和球狀,有利于力學性能和切削性能的改善。加入碲元素后,夾雜物和基體的硬度均先增大后減小,在碲含量為0.018 0%時基體和夾雜物的硬度(HV10)最大,分別為209.6和200.3。

Ca對HG785鋼中Ti合金化夾雜微觀組織的影響

趙煥玲

2020, 41(6): 142-150. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.025

摘要(194) PDF(2)

摘要:
為了解析Ti合金化Ca處理高強鋼中夾雜物演變規律及對微觀組織的影響,使用掃描電鏡及能譜儀分析表征其夾雜物特征及夾雜物誘導鐵素體的行為,比較研究了不同類型夾雜物誘導鐵素體改善微觀組織的作用,并結合熱力學計算,討論了鋁脫氧、Ti合金化及鈣處理過程中夾雜物的演變機制。試驗結果表明,隨著Al、Ti、Ca合金的加入,夾雜物的成分含量發生了明顯變化;隨著Al脫氧時間的增加(5、10、15 min),鋼中溶解氧含量降低,加Ti后,夾雜物中的TiO_x含量也隨之降低;而足夠的Ca含量能使鋼中高熔點夾雜物Al-Mg-Ti-O改為低熔點的液態夾雜Al-Ca-O,被還原的Ti最終殘留在夾雜物中或擴散至鋼液中。本研究條件下合適的Al-Ti脫氧時間間隔為10 min以上,可以提高Ti的收得率。熱力學計算表明,Al₂TiO₅比Al₂O₃更容易被Ca改性為低熔點的鋁酸鈣;為了避免Ca S和Ti N在液相析出,應該使[S]<0.002 4%和[N]<0.005 8%。與鋼中其它類型夾雜物相比,Al-Mg-Ti-Ca-O+Mn S+Ti N更容易誘導針狀鐵素體析出。

60Si2Mn彈簧鋼中夾雜物對高周疲勞特性影響研究

劉泳, 田志強, 馬超, 趙海濤, 陳紅衛, 曾亞南, 馮乾

2020, 41(6): 151-157. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.026

摘要(343) PDF(9)

摘要:
利用Aspex夾雜物自動掃描電鏡對60Si2Mn彈簧鋼鑄坯和鋼材不同部位的夾雜物尺寸、數量進行分析,利用旋轉彎曲疲勞試驗機對材料的疲勞性能進行測試,揭示了鋼中夾雜物的分布規律,同時分析了鋼材不同缺陷形式和分布對材料發生失效的影響機理。結果表明,其旋轉彎曲疲勞極限為σ_-1=764 MPa,疲勞極限與抗拉強度的比值0.45,具有良好的疲勞性能;夾雜物平均尺寸較大為24.9μm且分布在鋼材近表面處,容易發生較低周次(<10⁶)的疲勞失效。

薄板坯熱連軋工藝對65Mn鋼帶組織和性能的影響

李秀景, 王淑華, 張星, 李宏偉

2020, 41(6): 158-163. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.027

摘要(278) PDF(6)

摘要:
對不同熱連軋卷取工藝生產的65Mn鋼帶進行了組織和性能對比及模擬淬火試驗分析,結果表明:卷取溫度由740℃降低至600℃,組織中鐵素體含量逐漸降低并消失,珠光體尺寸及層片間距逐漸減小,鋼帶強度和硬度不斷上升;鋼帶在850℃加熱時相變奧氏體晶粒長大的阻力顯著,再結晶奧氏體晶粒尺寸受原始珠光體尺寸直接影響;通過模擬淬火試驗結果設定的工業生產工藝可滿足鋼帶加工使用要求,淬火后鋼帶表面硬度(HRc)≥53。

激光熔覆9%Ni-Fe合金涂層的組織及性能

劉喜艷, 姜偉, 王樹奇, 崔向紅

2020, 41(6): 164-169. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.028

摘要(212) PDF(3)

摘要:
為提高H13鋼表面的硬度和耐熱穩定性,采用激光熔覆技術在H13鋼表面制備了9%Ni的Fe基涂層。利用X射線衍射儀(XRD)、金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、顯微硬度儀等研究了合金涂層微觀組織結構、物相組成、顯微硬度及熱穩定性。結果表明,熔覆層與基體結合良好,從熔覆層到基體凝固組織呈等軸晶、樹枝晶、柱狀晶、胞晶等組織形態分布;涂層物相主要是α-Fe、γ-(Fe,Ni)和金屬間化合物Ni3Fe增強相,此外,還應彌散分布Fe-Ti、Fe-Cr、Ti-Al等化合物,因為含量少,XRD檢測不到;熔覆后的涂層顯微硬度達到基體組織的1.5~2倍,硬度的提升顯著強化了基體;涂層熱穩定性能良好,400℃下時效時最穩定。采用該Fe基合金涂層可以顯著提高H13鋼鋼材硬度和熱穩定性,延長其使用壽命。

新型含鈦機械模具鋼的性能研究

丁向琴, 冀世軍

2020, 41(6): 170-174. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.029

摘要(168) PDF(3)

摘要:
制備了不同鈦含量的新型含鈦機械模具鋼試樣,并進行了室溫耐磨、高溫磨損和抗高溫氧化性能的測試、分析。試驗結果表明:隨鈦含量從0%逐步增加至0.10%,機械模具鋼試樣的室溫、高溫磨損體積和單位面積質量增重均表現為先減小后增大,室溫、高溫耐磨損性能和抗高溫氧化性能先提升后緩緩下降。當鈦含量為0.06%時,機械模具鋼試樣的室溫磨損體積、高溫磨損體積、單位面積質量增重均最小,分別為8×10^-3mm³、13×10^-3mm³、3.2g/cm²,較未添加鈦時各減小了38.46%、53.57%、33.33%。新型含鈦機械模具鋼試樣的鈦含量優選為0.06%。

低膨脹GH2909合金缺口敏感性問題分析

陳琦

2020, 41(6): 175-180. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.06.030

摘要(372) PDF(19)

摘要:
針對攀長特所生產的GH2909合金棒材在高溫持久性能測試中出現缺口敏感的問題,分別對進口和國產GH2909合金的化學成分、顯微組織和力學性能進行了對比,并對國產GH2909合金的鍛造及熱處理全流程中的組織演變進行了分析,揭示了國產GH2909合金缺口敏感性產生原因。研究結果表明:進口與國產GH2909合金成分基本無差異,但組織和性能差異明顯;國產GH2909合金棒材由于鍛造工藝不合理,造成組織中Laves相在晶粒內部的雜亂分布是其產生缺口敏感的關鍵原因。基于研究結果提出了改進鍛造工藝,通過提高終鍛溫度,控制合金發生再結晶并使Laves相沿晶界析出,成功制備出組織性能優異的GH2909合金棒材,解決了國產GH2909合金棒材缺口敏感的問題。

留言板

2020年第41卷第6期

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