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2020年全球釩工業發展報告

吳優, 陳東輝, 劉武漢, 孫朝暉, 張邦緒

2021, 42(5): 1-9. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.001

摘要(3361) HTML (774) PDF(390)

摘要:

從2020年全球釩資源概況，五氧化二釩、偏釩酸銨、釩鐵和釩氮合金等品種的產能、產量、需求、進出口貿易和市場價格等方面闡述和分析了釩工業的整體情況，并介紹了2020年全球釩電池領域發生的主要大事件。依據目前國內外釩行業運行態勢對后市進行了展望，認為全球釩擴能態勢短期內不會大改，釩產品供過于求的狀態將促使價格呈現盤整回歸態勢。“雙碳”背景下的中國市場依舊是全球釩需求的主場，釩氮合金亦將成為釩產品近中期的發展趨勢，釩企間的協同創新將促進釩產業逐步呈現良性“競合”局面。

釩鈦磁鐵海砂礦還原過程有價元素變化規律的研究

胡佩偉, 胡超, 胡兵, 謝志誠, 鄭富強, 劉臣

2021, 42(5): 10-17. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.002

摘要(827) HTML (202) PDF(87)

摘要:
以印尼某釩鈦磁鐵海砂礦為研究對象，通過XRD分析探明其主要成分和物相組成，并在熱力學分析基礎上探討了該礦的還原特性和有價元素變化規律。利用微波加熱同時以生物質炭作為直接還原的還原劑對海砂礦進行還原-磨選試驗，微波加熱有利于強化海砂礦的還原過程。結果表明，在C/Fe為0.6，還原焙燒溫度1200 ℃下還原150 min，可獲得金屬化率為98.28%的還原產物；在礦漿濃度50%，磨礦時間為40 min，磁場強度為0.08 T的條件下，可獲得鐵品位為85.1%、鐵回收率94.01%的精礦粉，以及TiO₂品位為28.95%，回收率為71.98%，V₂O₅品位為2.14%，回收率為56.82%的尾礦粉，有效實現了鐵和釩鈦的分離富集。

不同鈣含量釩渣的物相結構對鈣化提釩的影響

余唐霞, 溫婧, 孫紅艷, 李芳芳, 姜濤

2021, 42(5): 18-23. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.003

摘要(763) HTML (166) PDF(66)

摘要:
以鈣含量較低的西昌釩渣為基準，向其中添加不同含量CaO并重熔結晶得到不同鈣含量的釩渣，利用XRD和SEM-EDS分析方法探究釩渣物相組成和微觀結構隨其鈣含量變化的演變規律，查明不同鈣含量釩渣鈣化焙燒熟料的物相變化及對釩浸出率的影響。結果表明：隨釩渣中CaO質量分數升高，尖晶石晶粒尺寸逐漸增大，橄欖石相Fe₂SiO₄逐漸轉變為Ca₂SiO₄。當CaO含量升高至9.7%時，部分鈦由鈦鐵尖晶石轉移到鈣鈦礦。進一步升高CaO含量至13.7%時，尖晶石出現明顯不規則化，且硅酸鹽相逐漸復雜化。鈣含量較低釩渣的鈣化焙燒產物主要為焦釩酸鈣，當鈣含量超過3.7%后正釩酸鈣開始生成。鈣含量為2.7%的釩渣熟料釩浸出率最高為87.52%，進一步增加鈣含量，釩浸出率略有下降，此時釩渣中原有的鈣含量對鈣鹽焙燒添加劑用量和釩浸出率將產生影響。

堿性低釩粉料提釩技術試驗研究

伍珍秀

2021, 42(5): 30-33. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.005

摘要(697) HTML (190) PDF(46)

摘要:
某堿性粉料主要成分為硫酸鈉，含V₂O₅ 3.4%。該類堿性粉料無法直接酸溶、堿溶，如果直接焙燒再提釩，釩被氧化后，釩和大量硫酸鈉均進入溶液中，形成一種低釩高鈉的低釩溶液，后續從溶液中回收釩更困難。以該堿性低釩粉料為提釩原料，以水為溶劑溶解過濾后，可分離出87.94%的釩進入濾渣中，該濾渣中含V₂O₅ 34%。對富含釩的濾渣開展了直接酸溶、堿溶、鈉化焙燒提釩探索試驗，選擇鈉化焙燒-水浸工藝對濾渣開展提釩技術研究，試驗結果表明：濾渣干重100 g外配30 g碳酸鈉，780 ℃煅燒90 min，焙燒熟料水浸，釩提取率可達97.96%，釩總收率可達86.15%。該技術研究為此類堿性低釩粉料提供一條提釩新思路。

沉釩母液中鉻的綜合回收研究進展

宋悅, 吳桂選, 應子文, 魏琦峰, 任秀蓮

2021, 42(5): 34-41. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.20.21.05.006

摘要(681) HTML (311) PDF(64)

摘要:
介紹了沉釩母液中鉻的回收，包括化學沉淀法、離子交換法、吸附法、電解法和溶劑萃取法在內的五種常見的回收方法，闡述了各自的工藝路線和基本原理，分析總結了它們的優缺點。根據沉釩母液的特點，指出企業應該在不同的需求下，合理地選擇相應的回收方法。經過綜合比較，認為具有選擇性強、能耗低、萃取劑易再生和機械化程度高等優勢的溶劑萃取法，具有更好的應用前景，值得投入更多的精力去開發新型萃取劑。

Ti元素對σ(FeV)物相穩定性的影響

謝毅, 鮮勇, 馮龍

2021, 42(5): 42-46. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.007

摘要(773) HTML (185) PDF(43)

摘要:
為研究大尺寸過渡金屬元素Ti對σ(FeV)物相穩定性的影響，通過電弧熔煉的方法制備了不同Ti含量的FeV合金，對其進行了物相鑒定和顯微硬度分析。結果表明：隨Ti含量從5%增加至15%，合金物相逐步從復雜結構的σ(FeV)物相轉變為簡單的體心立方α(FeV)，由于Ti原子的固溶強化以及后續的σ→α相變，顯微硬度呈現出先升高后降低的變化規律。Ti元素的引入降低了σ(FeV)物相的穩定性，抑制σ相的形成，原因在于隨Ti含量增加，Ti元素削弱了σ相中d-d電子共價鍵合的主導地位，且更有利于形成配位數16的配位多面體，不滿足形成σ(FeV)相的幾何尺寸要求。

粉末冶金法制備Ti₄AlN₃及其性能研究

郭輝, 李喜坤, 宋園園, 孫騫, 黃軼文

2021, 42(5): 47-53. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.008

摘要(607) HTML (300) PDF(47)

摘要:
采用粉末冶金法制備 Ti₄AlN₃三元層狀金屬陶瓷，研究不同的原料粉末、燒結溫度和保溫時間對其純度的影響。利用X射線衍射儀(XRD)對燒結試樣進行定性分析，并基于Rietveld法完成TOPAS定量分析，掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDS)分別表征Ti₄AlN₃的微觀形貌和微區成分。結果表明，以Ti、Al和TiN 粉末為原料可以制備高純Ti₄AlN₃塊體。當保溫時間為2 h、燒結溫度1400 ℃時可制備出純度較高(w_Ti₄AlN₃=98.03%)的Ti₄AlN₃陶瓷；與其他MAX相相比，Ti₄AlN₃的硬度較低，試驗中隨著載荷的增大，硬度值趨近于2.8 GPa。

真空感應懸浮熔煉（TiC+TiB）增強鈦基復合材料組織及高溫拉伸性能研究

王振玲*, 于玉城, 李睿智, 李強, 韓嘉平, 馬蘭

2021, 42(5): 54-61. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.009

摘要(1352) HTML (600) PDF(8345)

摘要:
利用真空感應懸浮熔煉爐制備了（TiC+TiB）/Ti-6Al-4Sn-8Zr-0.8Mo-1.5Nb-1W-0.25Si復合材料，增強體占比分別為0%、2%、4%（體積比）。利用金相顯微鏡、SEM、XRD、TEM和高溫拉伸試驗機研究了其顯微組織和高溫拉伸性能。結果表明：鈦合金主要由α-Ti相和Ti₂ZrAl相組成，Ti₂ZrAl相分布在α-Ti片層交界位置。同時，復合材料中還存在多邊形塊狀TiC和TiB長晶須。鈦合金組織為典型的魏氏組織，在β-Ti晶粒內α-Ti相長成近平行排列的長針狀。鈦基復合材料中隨著增強體數量增加，α-Ti長徑比顯著減小，β-Ti晶粒細化。在650～700 ℃范圍鈦基復合材料強度顯著提高，2%增強體復合材料在650 ℃強化效果最優，4%增強體復合材料在700 ℃強化效果最優。溫度超過700 ℃后，增強體強化效果減弱。復合材料塑性總體較低。鈦基復合材料強化方式為細晶強化、固溶強化和載荷傳遞強化。高溫拉伸時鈦基復合材料的斷裂方式為脆性斷裂。

異厚板激光拼焊接頭動態拉伸性能數值仿真方法研究

鄭幫智, 田曉琳, 王澤龍, 唐新新

2021, 42(5): 62-68. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.010

摘要(4963) HTML (346) PDF(71)

摘要:
研究了異厚板HC340LA和HC260LA低合金高強鋼激光拼焊工藝，對焊接接頭進行了X射線探傷、靜態拉伸、金相組織和顯微硬度檢測與分析。結果表明，異厚低合金高強鋼通過激光拼焊工藝可以得到成形良好的焊縫，焊縫組織以柱狀馬氏體為主。焊縫經探傷無明顯可見氣孔、夾渣等缺陷，拉伸試樣斷裂位置位于薄板母材一側上，且焊縫融合區硬度明顯高于母材。針對激光拼焊接頭進行了動態拉伸試驗和數值仿真分析，研究了共節點模型與試驗的差異性、區域效應和厚度效應對應力應變的影響規律。研究表明，采用共節點數值模型進行動態拉伸仿真，其應變值遠大于試驗測得的應變值。焊縫相關聯的母材區域可直接調控應力應變的分布情況，可通過區域效應調控應變的大小，厚度效應調控應力的大小。

一種近α鈦合金管在熱軋過程中位向對組織球化的影響

祝文沙, 潘明艷

2021, 42(5): 69-73, 98. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.011

摘要(469) HTML (160) PDF(36)

摘要:
研究了一種近α鈦合金管在熱軋過程中發生的動態球化規律。通過金相組織分析和電子背散射衍射（EBSD）技術對管材外表面附近和中間部位進行觀察，結果發現：在熱軋過程中，管材外表面附近的α相球化率很高，球化后的組織大角度晶界變多而小角度晶界變少；中間部位的α相球化程度受晶體學位向影響很大。通過計算不同晶體學取向α相的施密特因子，發現基面滑移和柱面滑移在軋向（RD）和弦向（TD）均有較大的施密特因子（>0.3）時，很容易發生球化。當α相僅有一種滑移系且僅在一個方向有較大的施密特因子時，則很難被球化。

亞微米級α相氧化鋁粉體在鋰離子電池PE隔膜涂層中的應用

羅金華, 趙能

2021, 42(5): 74-78. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.012

摘要(585) HTML (226) PDF(30)

摘要:
對D₅₀=1.08 μm的α-氧化鋁粉體原料，通過物理法機械球磨制備亞微米級α-氧化鋁粉體，然后將其應用在鋰離子電池隔膜涂覆改性方面。將亞微米級α-氧化鋁粉體應用于鋰離子電池PE隔膜涂層，對比了涂覆前后PE隔膜性能的改變。結果表明：涂層致密平整，氧化鋁顆粒均勻分布在PE隔膜表面，膜厚2.5 μm，涂覆后面密度增加了4.0 g/m²，透氣度增加0.482 s/mL，縱向和橫向的熱收縮率分別降低了1.3%和0.3%，拉伸強度分別提升了26.4 MPa和3 MPa。

釩對汽車高強鋼組織和性能的影響

楊亞琴, 孫憲超

2021, 42(5): 79-83. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.013

摘要(645) HTML (149) PDF(35)

摘要:
在汽車用高強鋼中添加不同含量的合金元素釩，并進行了高強鋼顯微組織、耐磨損性能和拉伸性能的測試與分析。結果表明，合金元素釩的添加有利于細化鋼的內部組織，提高高強鋼的耐磨損性能和拉伸性能。隨釩含量從0增至0.24%，高強鋼的磨損體積先減小后增大,抗拉強度和屈服強度逐步增大,斷后伸長率先增大后減小，高強鋼的耐磨損性能和拉伸性能先提高后下降。與不添加釩相比，添加0.16%釩時高強鋼的磨損體積減小29.6%，抗拉強度、屈服強度和斷后伸長率分別增大14.4%、20.9%、12.8%。

激光誘導熒光技術在氯化法鈦白氧化爐混合效果分析中的應用

孫洪濤, 倪小敏, 王玥, 解為清, 楊國強

2021, 42(5): 84-91. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.014

摘要(983) HTML (276) PDF(31)

摘要:
氯化法生產鈦白是現今國際上鈦白工業的主流生產技術，而氧化反應器的結構設計是氯化法生產鈦白的一項關鍵技術。TiCl₄和O₂的混合情況對于鈦白粉的顆粒粒徑及分布、顆粒晶型等產品性能有決定性作用，進而影響到產品的質量。因此，掌握不同工況條件下兩種物料氣流混合效果，對于氧化反應器的設計以及實際操作參數的優化具有重要意義。然而，現有的研究工作表明，傳統的測量技術難以適應復雜流場的高速、非穩定等特性，迫切需要高精度的現代診斷技術。該研究從試驗方法上進行了創新，采用無擾動非接觸的激光誘導熒光技術(LIF)測量了不同工況下模擬反應器內不同位置處的氣體濃度分布，研究了兩股氣體在不同結構氧化爐及不同物料比下的混合效果及其變化規律，找出了影響混合效果的關鍵因素。該研究為氧化爐的結構設計和操作工藝條件的控制提供必要的參考，為相關理論模型和數值仿真提供重要的試驗參數，對于促進我國鈦白生產工藝的發展具有重要的科學意義和實際意義。

釩渣亞熔鹽提釩生產過程中釩鉻硅分析方法研究

章偉, 王寶華, 劉超, 劉麗穎, 呂慧, 朱建巖

2021, 42(5): 92-98. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.015

摘要(658) HTML (235) PDF(47)

摘要:
研究釩渣亞熔鹽提釩生產過程中釩鉻硅分析方法。采用過硫酸銨氧化-硫酸亞鐵銨滴定法聯合測定釩鉻含量：在15%～20%的硫酸酸度下，過硫酸銨氧化釩為五價，同時六價鉻被還原為三價，消除鉻干擾，以此測定釩量；在4%～6%的硫酸酸度下，加入銀鹽、過硫酸銨，同時氧化釩鉻，以此測定釩鉻合量，差減法計算鉻量。采用硅鉬藍光度法測定結晶溶液中硅濃度，加入亞硫酸鈉還原釩鉻，消除釩鉻干擾；以酚酞為指示劑，加入硫酸，調節硅鉬黃生成時酸度為0.3 mol/L；選擇波長660 nm處測量顯色液吸光度，繪制工作曲線，計算硅濃度。同時進行方法精密度和加標回收試驗，結果令人滿意。

硫酸法鈦白廢酸資源化利用現狀及展望

高廣言, 高利坤, 饒兵, 王飛旺, 沈海榕

2021, 42(5): 99-108. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.016

摘要(2062) HTML (541) PDF(143)

摘要:
鈦白廢酸中含有可觀的資源，廢酸的再加工與增值正逐漸成為鈦顏料工業的焦點。針對硫酸法鈦白副產廢酸的回收與利用現狀展開綜述，主要介紹了廢酸在提取金屬元素、浸出金屬元素、回收硫酸以及工業生產方面的應用，并在此基礎上，對今后鈦白廢酸資源化利用的發展做了相關展望，以期為相關行業的從業者帶來廢酸利用方面的參考。

溫度對轉爐氣化脫磷渣再利用脫磷的影響

佟帥, 李晨曉, 王書桓, 薛月凱, 郭瑞華, 周朝剛, 孫華康

2021, 42(5): 109-114. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.017

摘要(581) HTML (189) PDF(43)

摘要:
采用理論分析與試驗驗證相結合的方法，研究了轉爐氣化脫磷渣循環再利用時的脫磷能力。以焦粉還原轉爐渣制備氣化脫磷渣，理論分析不同還原溫度對氣化脫磷渣的磷容量和磷分配比的影響規律。由理論分析得知：隨著還原溫度的升高，經還原后的爐渣的磷容量和磷分配比均增加。在實驗室中采用氣化脫磷渣進行鐵水脫磷熱態試驗，設溫度為單變量，研究氣化脫磷渣再利用時的脫磷效果，結果表明：轉爐氣化脫磷渣具有新的脫磷能力，反應前期脫磷效果顯著。隨著溫度的增加，氣化脫磷渣脫磷能力降低，脫磷速度變慢，符合熱力學規律。

硫酸法鈦白廢酸濃縮換熱器堵塞成因分析

王海波, 王奎, 孫科, 馬維平

2021, 42(5): 115-119, 125. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.018

摘要(612) HTML (169) PDF(38)

摘要:
通過化學組成分析和XRD分析，明確了硫酸法鈦白廢酸換熱器堵塞物為以硫酸鈣、一水硫酸亞鐵及偏鈦酸為主的混合物，三者分別來源于20廢酸中硫酸鈣、硫酸亞鐵及硫酸氧鈦。在實驗室研究了廢酸溫度及濃度對硫酸鈣、硫酸亞鐵及硫酸氧鈦濃度的影響，研究結果表明：在廢酸溫度為107 ℃，廢酸濃度由18.41%提升至49.93%時，硫酸鈣、硫酸亞鐵及硫酸氧鈦的濃度分別由1.26、126.29、10.76 g/L降低至0.19、13.23、0.16 g/L。現場濃縮廢酸各級的硫酸鈣、硫酸亞鐵及硫酸氧鈦濃度變化規律及數據與實驗室研究規律及數據基本一致。研究結果為后續解決換熱器堵塞提供了重要的數據及理論支撐。

不銹鋼精煉渣在電爐熱態利用試驗研究

趙海泉

2021, 42(5): 120-125. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.019

摘要(493) HTML (244) PDF(28)

摘要:
在不銹鋼精煉渣熱態利用性質分析基礎上，結合電爐為鋼水粗煉、電能熔煉特點，開展了熱態注余渣在電爐冶煉利用的試驗研究。試驗研究表明，電爐利用熱態注余渣不僅有助于高堿度液渣快速形成，提高脫硫效率，降低石灰消耗3 kg/t，降低輕燒白云石1.2 kg/t，降低螢石消耗1.8 kg/t；而且回收了注余渣余熱，噸鋼電耗降低5～10 kWh，同時改善了EAF冶煉條件，降低了鋼水氧化損耗，降低還原硅鐵消耗1.5～2 kg/t，縮短了冶煉時間3～5 min/爐。就鋼渣資源利用、節能減排方面，該研究成果對精煉渣利用發展具有借鑒作用。

微波輔助解離釩鈦磁鐵礦有限元分析及試驗研究

周鈺灃, 錢功明, 程翔宇

2021, 42(5): 126-131. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.020

摘要(835) HTML (165) PDF(46)

摘要:
以攀西釩鈦磁鐵礦為研究對象，通過有限元模擬，從理論上進行了微波對其選擇性解離的可行性分析，開展了微波功率和處理時間對其解離的影響試驗。采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、BET比表面積檢測、粒度分析等方法探究了微波處理對釩鈦磁鐵礦解離特性的影響規律。結果表明，在微波功率3 kW，處理時間40 s的條件下，礦石可快速升溫至600 ℃；經微波處理后，礦石內部出現許多明顯裂紋，礦石比表面積和孔隙體積分別提高46.04%和83.45%；磨礦產品中?0.160 mm和?0.074 mm粒級的產率可分別提高21.47%和16.68%，邦德磨礦功指數下降8.13%。磁選試驗表明，微波處理可使精礦鐵品位提高2.34%，鐵回收率提高1.13%。由此說明微波處理有助于釩鈦磁鐵礦的選擇性解離，提高選別效果。

Ar-H₂O-H₂氣氛下Fe-C-Mn薄帶脫碳試驗研究

孟凡峻, 艾立群, 洪陸闊, 周玉青, 周美潔, 劉新亮

2021, 42(5): 132-137. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.021

摘要(434) HTML (133) PDF(19)

摘要:
為研究Ar-H₂O-H₂氣氛下含錳鐵碳合金薄帶不同錳含量、脫碳溫度對脫碳效果的影響，以初始碳含量為3.90%，錳含量分別為0、0.30%、0.49 %的1 mm厚的含錳鐵碳合金薄帶為研究對象，在Ar-H₂O-H₂的弱氧化性氣氛下進行脫碳試驗，通過對不同氣氛條件下薄帶表面進行XRD檢測分析，表明脫碳氣氛P_H₂O/P_H₂不宜超過0.53。分別在1293、1353、1413 K溫度下脫碳5、10、20、30 min。結果表明：在一定范圍內隨合金薄帶中錳含量的增加，平均脫碳量增加；脫碳溫度的升高顯著提高了薄帶的平均脫碳量。

三相氬氣攪拌鋼包內界面行為及混合現象的數值模擬

楊亞迪, 趙晶, 崔劍征

2021, 42(5): 138-148. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.022

摘要(1070) HTML (267) PDF(68)

摘要:
采用多相流體積法，根據模型設計參數對某鋼廠180 t鋼包建立了氬氣/鋼液/鋼渣三相流動數學模型，運用CFD軟件Fluent模擬研究了鋼包底吹氬氣過程中的三相流界面行為及混合現象。基于流體力學理論，計算并分析了底吹氬攪拌鋼液過程中雙透氣磚布置位置和底吹氬氣流量對鋼包內速度流場、鋼-渣界面行為及混勻時間的影響規律。結果表明，在鋼包底吹氬過程中，雙透氣磚的布置位置對鋼包內流場效果影響較大，底吹氬氣流量則對鋼-渣界面行為及混勻時間影響較大。當雙透氣磚間夾角為135°、距包底中心距離為0.6R、底吹氬氣流量為600 L/min時，鋼包內流場分布較好，對鋼液的攪拌效果最佳。

連鑄板坯電磁攪拌技術的發展現狀及討論

楊寶, 張慧, 王明林, 王學兵, 劉斌, 劉帥

2021, 42(5): 149-157. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.023

摘要(1499) HTML (256) PDF(100)

摘要:
簡述了連鑄板坯電磁攪拌技術的發展過程和現存問題，重點闡述了連鑄板坯生產過程中結晶器內和二冷區電磁攪拌的工作原理和技術特點，對電磁攪拌器的安裝位置進行了歸納，同時總結了板坯結晶器電磁攪拌和二冷區電磁攪拌的研究現狀，探究了影響板坯電磁攪拌效果的因素及其主次關系，歸納了用于二冷區電磁攪拌支撐輥的作用及需繼續探究的方向，分析了板坯電磁攪拌技術對鑄坯內元素分布和等軸晶區間隙率的影響，為以后的板坯電磁攪拌研究者提供參考。

退火溫度對釩微合金化780 MPa級冷軋雙相鋼組織性能的影響

余燦生, 張龍超, 鄭之旺, 龔慧, 張達富

2021, 42(5): 158-163. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.024

摘要(666) HTML (179) PDF(51)

摘要:
將釩微合金化試驗鋼分別加熱至780、800、820 ℃和840 ℃保溫一段時間后，依次經過緩慢冷卻、快速冷卻、模擬鍍鋅后，空冷至室溫。研究結果表明，780 ℃退火時微觀組織均勻性較差且發現未溶解的碳化物，導致強度和塑性均不佳。隨著退火溫度的升高，鐵素體尺寸及分數逐漸降低，中低溫轉變產物含量逐步增加且其尺寸有所粗化。當退火溫度為800 ℃時，馬氏體含量達到最大，當退火溫度進一步升高時，馬氏體含量有所降低，而貝氏體含量則有所增加，導致抗拉強度在800～840 ℃范圍內變化不大，而延伸率先升高后降低。當退火溫度為820 ℃ 時，帶鋼獲得較佳的力學性能，屈服強度、抗拉強度、屈強比、斷后伸長率A₈₀和擴孔率分別為486 MPa、835 MPa、0.58、16.0%和27%。

含鎂非調質鋼中尖晶石轉變機制研究

李志偉, 曾志崎, 謝劍波, 田錢仁, 付建勛

2021, 42(5): 164-169. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.025

摘要(631) HTML (203) PDF(32)

摘要:
基于鎂改質非調質鋼中夾雜物的形成特征規律，通過計算MgAl₂O₄與MnS間的錯配度以揭示MnS在MgAl₂O₄上的最佳生長面，以及計算MgAl₂O₄顆粒之間的主要作用力。結果表明，不添加Mg時，鑄坯邊部的硫化物主要呈鏈狀沿晶界析出，鑄坯中心的硫化物主要呈桿狀或角狀。當鋼中添加Mg后，邊部和中心處夾雜物主要呈球狀或鏈狀，且尺寸較小。Mg改質后鑄坯邊部和中心處的夾雜物尺寸均降低，中心區域夾雜物的平均面積由14.33 μm²降低到8.78 μm²，邊部區域夾雜物的平均面積由3.17 μm²降低到2.99 μm²，Mg的加入使鋼中夾雜物等效面積降低。MnS晶格的(110)晶面和MgAl₂O₄的(110)晶面晶格錯配度為7.65%。腔橋力是MgAl₂O₄顆粒黏附的作用力，腔橋力約為1×10^?8 N。

高溫合金GH4065A在高壓下凝固的組織研究

李靖, 稅烺, 周揚, 張樹才

2021, 42(5): 170-174. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.026

摘要(658) HTML (265) PDF(44)

摘要:
通過OM和SEM觀察了以常壓和加壓（2 MPa）兩種凝固方式下的GH4065A鑄錠顯微組織，以分析加壓對GH4065A鑄錠凝固組織的影響。結果表明，常壓下的鑄態GH4065A有大量疏松縮孔，微觀組織中主要析出相是γ’相，偏析最為嚴重的元素是Nb。在2 MPa下進行凝固，可以消除大量疏松縮孔，提高鑄件的致密度，并使Nb元素的殘余偏析指數大大降低；加壓凝固可以使合金GH4065A的二次枝晶間距低于常壓鑄錠，這是由于加壓使相變溫度升高，從而增大熔體的相變驅動力，增加結晶數目，晶粒細化。上述結果表明加壓凝固在高溫合金中的巨大優勢和應用前景，推廣到更多的高溫合金牌號，以發揮壓力凝固的重要價值。

珠光體片間距的熱力學控制及其對鋼力學性能的影響

莫文鋒

2021, 42(5): 175-179. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.027

摘要(900) HTML (300) PDF(38)

摘要:
利用實驗室煉鋼、軋制、熱處理等手段獲得了成分一致但珠光體片間距不同的兩種材料，利用掃描電鏡和萬能試驗機對比研究了珠光體片間距與力學性能之間的關系，得到以下結論：試驗材料的珠光體片層間距的倒數S_p^?1（μm^?1）與其珠光體轉變過冷度?T（℃）滿足線性關系S_p^?1=9.0201+0.03358?T，可知該材料進行550 ℃等溫處理可獲得理論上最細珠光體片間距（約61 nm）。隨著極細珠光體片間距的細化，由105 nm降至72 nm時，材料強度上升的同時會出現塑性顯著惡化，其極限變形應變值由0.18降至0.12，這與傳統細晶強化理論不一致，其原因是細化的珠光體片層抑制了位錯的自由運動。

氧化氣氛對含硅耐候鋼氧化鐵皮形成的影響

梅鵬, 鮑思前, 龔黎, 盧維娜, 曹樹衛, 孫廣輝, 萬國喜

2021, 42(5): 180-185. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.028

摘要(580) HTML (160) PDF(35)

摘要:
模擬現場生產過程中溫度較高時貧氧和空氣條件下對氧化鐵皮生成的影響，利用管式加熱爐對試驗鋼種在含氧量3%和21%氣氛中1150 ℃和1200 ℃加熱時氧化鐵皮的形成進行研究，采用SEM和EPMA對氧化鐵皮的斷面形貌進行觀察和分析。結果表明：高于1150 ℃時不同氧化氣氛條件下氧化增重曲線更符合線性規律，氧化氣氛中含氧量增加，氧化增重和氧化速率都明顯增加。試驗鋼種氧化鐵皮結構與傳統氧化鐵皮結構相比，在氧化鐵皮和基體之間出現了Fe₂SiO₄層，在含氧量3%，溫度1150 ℃條件下Fe₂SiO₄未發生液相轉變，其他條件下Fe₂SiO₄都發生了液相轉變，溫度升高和氧化氣氛中含氧量增加都會使液態Fe₂SiO₄滲透度增加。現場結合試驗結果對高溫（高于1150 ℃）條件下加熱爐中的殘氧量進行合理控制，得到的成品樣中未發現明顯的紅色氧化鐵皮缺陷。

轉爐少渣深脫磷技術工業實踐

王多剛, 郭培民, 程乃良, 夏云進

2021, 42(5): 186-191. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.029

摘要(852) HTML (204) PDF(51)

摘要:
在梅鋼250 t轉爐上進行了脫磷期少渣深脫磷工業實踐，研究了冶煉溫度、爐渣成分、吹煉制度等參數對脫磷的影響規律。實踐表明，轉爐冶煉脫磷期結束時適宜的熔池溫度為1 370～1 420 ℃、爐渣堿度為1.3～1.8、渣中FeO含量為18%～28%；合適的吹氧量為總氧氣流量的24%～28%、廢鋼比為12%～16%、底吹孔數在8個以上；改進后，梅鋼轉爐冶煉脫磷期的平均脫磷率由不足50%提高至63.2%，實現了少渣工藝的穩定運行，2012年至2019年，少渣冶煉比例由0提高至83.7%，噸鋼石灰消耗由53.3 kg降低至23.2 kg，降低了56.5%。

汽車車架用含鈦鎂合金的顯微組織及力學性能研究

桂林, 李強軍

2021, 42(5): 192-196. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.030

摘要(673) HTML (172) PDF(170)

摘要:
研究了不同鈦含量的汽車車架用含鈦鎂合金Mg-8Al-1Zn-xTi(x=0.05, 0.15, 0.3)的顯微組織和力學性能，并對比了不含鈦Mg-8Al-1Zn合金的顯微組織和力學性能。結果表明：鈦的添加，細化了合金晶粒，改善了合金力學性能。隨鈦含量增加，合金平均晶粒尺寸先減小后增大、力學性能先提高后下降。與不含鈦Mg-8Al-1Zn合金相比，含鈦Mg-8Al-1Zn-0.15Ti合金的平均晶粒尺寸減小7.2 μm、抗拉強度增大32 MPa、屈服強度增大33 MPa、斷后伸長率增大3.8%，拉伸斷裂方式從混合斷裂變為塑性斷裂。

缺口件疲勞行為研究進展

諶理飛, 羅云蓉, 付磊, 李秀蘭, 張應遷, 李輝

2021, 42(5): 197-204. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.031

摘要(577) HTML (129) PDF(45)

摘要:
綜述了環境因素、載荷方式、工件幾何形狀以及工藝處理對缺口件疲勞行為的影響，并介紹了對缺口件疲勞壽命分析的方法和強化缺口件疲勞性能的工藝方法。對國內外有限元軟件在研究缺口件疲勞行為方面的應用進行了簡述，通過有限元模擬可以獲得危險位置的應力應變分布，并將有限元模擬結果和壽命預測模型相結合，從而對缺口件疲勞壽命進行有效預測。最后總結目前研究成果，對缺口件研究的方向和前景進行展望。

留言板

2021年第42卷第5期

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