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黃成華, 李燕, 張菁菁, 稅億, 吳娜, 張理元

2022, 43(3): 1-8. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.001

摘要(492) HTML (185) PDF(52)

摘要:
以Ti(SO₄)₂為鈦源，CH₃COOLi·2H₂O為鋰源，NH₃·H₂O為沉淀劑，H₂O₂為絡(luò)合劑，采用沉淀膠溶法制備了鈦酸鋰前驅(qū)體溶膠，添加膨潤(rùn)土，經(jīng)攪拌、陳化、干燥、煅燒后得到膨潤(rùn)土改性Li₂TiO₃粉體。研究了絡(luò)合劑H₂O₂與Ti的摩爾比(R)、煅燒溫度、膨潤(rùn)土與溶膠的固液比對(duì)Li₂TiO₃的表面形貌及晶體結(jié)構(gòu)的影響。采用掃描電鏡、X射線衍射、熱重-差示掃描量熱、紅外光譜對(duì)樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明，當(dāng)R=6時(shí)，未改性的Li₂TiO₃在750 ℃煅燒下，晶體結(jié)構(gòu)最完整。按1.67 g/L的固液比添加膨潤(rùn)土對(duì)樣品進(jìn)行改性后，煅燒溫度為750 ℃時(shí)各晶面結(jié)晶最完整，得到表面呈均勻多孔結(jié)構(gòu)的Li₂TiO₃。

廢脫硝催化劑加鹽焙燒-酸浸提鈦的浸出動(dòng)力學(xué)研究

王路平, 梅光軍, 吳敏, 袁勤智, 于明明

2022, 43(3): 9-13. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.002

摘要(424) HTML (159) PDF(29)

摘要:
采用加鹽焙燒-酸浸法回收廢脫硝催化劑中的鈦，利用液-固多相反應(yīng)的核收縮模型研究硫酸浸鈦的浸出動(dòng)力學(xué)，考察了硫酸濃度和酸浸溫度對(duì)鈦浸出反應(yīng)速率的影響。結(jié)果表明，在溫度低于60 ℃或硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于45%時(shí)，浸出受化學(xué)反應(yīng)和固膜擴(kuò)散混合控制；升溫和提高硫酸濃度浸出過程則轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)反應(yīng)控制。低溫受混合控制時(shí)的表觀活化能為30.23 kJ/mol，升溫后受化學(xué)反應(yīng)控制時(shí)的表觀活化能為92.92 kJ/mol，表觀反應(yīng)級(jí)數(shù)為4.932。提高反應(yīng)溫度和硫酸濃度均能加快鈦的浸出速率，提高鈦的浸出率。

鋁鋅復(fù)合鹽處理對(duì)金紅石型TiO₂質(zhì)量的影響研究

路瑞芳, 孫薔, 楊芳, 王小慧, 劉嬋, 程曉哲

2022, 43(3): 14-19. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.003

摘要(388) HTML (233) PDF(68)

摘要:
以水解偏鈦酸為原料，開展鋁鋅復(fù)合鹽處理對(duì)金紅石型二氧化鈦質(zhì)量的影響研究。通過調(diào)整煅燒溫度制備金紅石轉(zhuǎn)化率合格的二氧化鈦樣品，考察Al₂O₃和ZnO加量對(duì)金紅石合格所需煅燒溫度的影響。然后對(duì)金紅石合格的二氧化鈦樣品的粒度分布和形貌以及顏料性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明：在鋁鋅復(fù)合鹽處理體系中，Al₂O₃加量較低時(shí)促進(jìn)金紅石轉(zhuǎn)化，Al₂O₃加量較高時(shí)抑制金紅石轉(zhuǎn)化；ZnO促進(jìn)金紅石轉(zhuǎn)化。隨著Al₂O₃加量的增加，樣品的TCS和SCX先增加后降低、平均粒徑先降低后增加、離散系數(shù)變大、長(zhǎng)徑比增加、粒子逐漸由橢球形長(zhǎng)成長(zhǎng)條形；Al₂O₃加量0.15%時(shí)樣品TCS和SCX最好、平均粒徑最小。隨著ZnO加量的增加，樣品的TCS和SCX、平均粒徑、離散系數(shù)、長(zhǎng)徑比均無明顯變化規(guī)律；Al₂O₃加量0.15%時(shí)隨ZnO加量的增加，樣品平均粒徑減小，長(zhǎng)徑比減小，粒子逐漸由長(zhǎng)條形長(zhǎng)成橢球形。

溶液燃燒合成法制備釩酸鋰及其電化學(xué)性能

陳宗嶺, 曹知勤, 何逵, 張雪峰

2022, 43(3): 20-25. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.004

摘要(597) HTML (177) PDF(46)

摘要:
以硝酸銨、偏釩酸銨、硝酸鋰、葡萄糖、檸檬酸、甘氨酸為原料，采用溶液燃燒合成法成功制備了鋰離子電池正極材料LiVO₃粉末，探究了煅燒溫度和煅燒時(shí)間對(duì)LiVO₃制備的影響，并將制備得到的LiVO₃粉末作為活性物質(zhì)進(jìn)行電池組裝，進(jìn)一步探究了其作為鋰離子電池正極材料時(shí)的電化學(xué)性能。結(jié)果表明：400 ℃煅燒1 h時(shí)制備的LiVO₃粉末具有最佳的電化學(xué)性能，0.1 A/g的充放電速率下，電池首次放電比容量為244.3 mAh/g，經(jīng)過50次循環(huán)后放電比容量為193.6 mAh/g。

脫硝催化劑載體二氧化鈦的制備與表征

李化全, 邱貴寶, 呂學(xué)偉

2022, 43(3): 26-32. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.005

摘要(636) HTML (233) PDF(39)

摘要:
以硫酸法鈦白粉生產(chǎn)的偏鈦酸為原料，經(jīng)過氨水中和，活性元素復(fù)合、煅燒、粉碎等工藝過程，制備了脫硝催化劑載體二氧化鈦。利用粒度分布、XRD、SEM等測(cè)試手段對(duì)粉體的晶型結(jié)構(gòu)、形貌等進(jìn)行表征。結(jié)果表明制備的脫硝催化劑載體二氧化鈦為銳鈦型，粒度分布均勻，顆粒形貌較好；隨著煅燒溫度的升高，制備的脫硝催化劑載體二氧化鈦SA90、SA100、SA200的衍射峰的強(qiáng)度都遠(yuǎn)低于純銳鈦型鈦白粉樣品BA01-01的衍射峰，結(jié)晶尺寸在100～200 nm，活性較好。

生物質(zhì)烘干鈦精礦對(duì)其酸解性能的影響

王海波, 孫科, 程曉哲, 王斌, 吳小平

2022, 43(3): 33-39. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.006

摘要(468) HTML (185) PDF(31)

摘要:
針對(duì)生物質(zhì)烘干鈦精礦時(shí)出現(xiàn)酸解性能下降現(xiàn)象，通過對(duì)比不同烘干方式鈦精礦酸解性能差異，查找了其對(duì)酸解性能的影響，并開展了酸解性能提升探索試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：生物質(zhì)直接烘干的鈦精礦中混入生物質(zhì)及其燃燒殘?jiān)螅湎鄬?duì)煤氣直接烘干的鈦精礦，酸解性能中酸解率及鈦液抽速下降，且混入量越大，酸解率及鈦液抽速下降越大；當(dāng)生物質(zhì)直接烘干的鈦精礦C含量為煤氣直接烘干鈦精礦C含量的4倍時(shí)，在反應(yīng)酸礦比增加0.02，反應(yīng)酸濃度增加2%，熟化溫度增加10 ℃，熟化時(shí)間增加1 h的條件下，其酸解率93.00%大于煤氣直接烘干鈦精礦酸解率90.91%，但其鈦液100 mL抽速615 s低于煤氣直接烘干鈦精礦鈦液100 mL抽速122 s，且隨著酸解率的提升，鈦液抽速降低，通過將生物質(zhì)直接烘干的鈦精礦與煤氣直接烘干的鈦精礦按照質(zhì)量比5:95混合后進(jìn)行酸解，其酸解率、鈦液抽速與煤氣直接烘干鈦精礦的酸解率、鈦液抽速基本一致。

50 mm厚板TC4及TA17鈦合金真空電子束焊接工藝研究

李大東, 白威, 鄧健, 陳容, 耿乃濤

2022, 43(3): 40-46. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.007

摘要(973) HTML (429) PDF(48)

摘要:
采用JMATPRO熱力學(xué)軟件，在分析TC4和TA17鈦合金的密度、比熱和導(dǎo)熱率等特性的基礎(chǔ)上，開展了厚度50 mm的TC4和TA17鈦合金真空電子束焊接試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了高壓和中壓加速電壓，不同焊接束流和焊接速度的參數(shù)變化，研究了焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫熔寬和熔深及焊縫成形系數(shù)的影響作用。試驗(yàn)結(jié)果表明，相同焊接工藝參數(shù)條件下TC4鈦合金的熔深和焊縫成形系數(shù)較TA17高，焊接束流對(duì)熔深和焊縫成形系數(shù)影響能力最為突出，加速電壓150 kV的高壓更適合于大厚板鈦合金的真空電子束焊接。

放電等離子燒結(jié)溫度對(duì)TiB₂/Al復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響

盧超, 張傲, 楊智, 劉佳, 安旭光, 孔清泉, 馮威, 徐志平

2022, 43(3): 47-52. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.008

摘要(477) HTML (190) PDF(38)

摘要:
以鋁粉為基體、二硼化鈦顆粒為增強(qiáng)體，采用放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)制備TiB₂/Al復(fù)合材料，研究了不同燒結(jié)溫度（500、525、550 ℃）對(duì)復(fù)合材料的物相組成、致密度、顯微硬度、抗拉/抗壓性能的影響。結(jié)果表明，所制備復(fù)合材料主晶相為α-Al，燒結(jié)溫度高于525℃時(shí)析出少量TiB₂相；隨著燒結(jié)溫度升高，復(fù)合材料的致密度、硬度、抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，伸長(zhǎng)率和壓縮率則先減小后增大；燒結(jié)溫度為525 ℃時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能最佳，致密度和顯微硬度（HV）分別獲得最高值98.57%和49.83，抗拉強(qiáng)度（84.9 MPa）和抗壓強(qiáng)度（265.1 MPa）也達(dá)到最大值；燒結(jié)溫度偏高時(shí)（550 ℃），材料內(nèi)部形成孔洞，拉伸過程中出現(xiàn)穿晶斷裂現(xiàn)象。

Ag₂C₂O₄/TiO₂異質(zhì)結(jié)的制備及其光催化性能研究

任旺, 李敏嬌, 張英, 張述林

2022, 43(3): 53-58. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.009

摘要(493) HTML (160) PDF(32)

摘要:
采用溶膠-凝膠法制備了銳鈦礦型TiO₂，通過沉淀法成功將Ag₂C₂O₄沉積于TiO₂表面制備了Ag₂C₂O₄/TiO₂異質(zhì)結(jié)。采用孔隙比表面分析儀(BET)、X-射線衍射儀(XRD)等對(duì)Ag₂C₂O₄/TiO₂異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)和光響應(yīng)能力進(jìn)行了表征；運(yùn)用表面光電壓儀(SPS)等對(duì)光催化劑的光生電荷分離特性進(jìn)行了研究；考察了異質(zhì)結(jié)光催化劑對(duì)模擬污染物羅丹明B的催化降解性能。結(jié)果表明：當(dāng)Ag₂C₂O₄/TiO₂摩爾比為7.0%時(shí)，異質(zhì)結(jié)光催化劑的光生電子-空穴分離速率最高，該光催化劑對(duì)羅丹明B的光催化降解性能最好。

Ti(C_0.5N_0.5)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料顯微組織和力學(xué)性能的研究

韓威, 姜中濤, 楊鑫, 敬小龍

2022, 43(3): 59-64. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.010

摘要(515) HTML (184) PDF(26)

摘要:
以純Ti粉、Ti(C_0.5N_0.5) 顆粒為原料，采用粉末冶金工藝，制備了Ti(C_0.5N_0.5)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料，研究了Ti(C_0.5N_0.5) 含量對(duì)鈦基復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：Ti(C_0.5N_0.5) 顆粒的添加，顯著細(xì)化了鈦基體的晶粒，晶粒形貌由粗大的柱狀晶轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的等軸晶；隨著Ti(C_0.5N_0.5) 含量的增加，鈦基復(fù)合材料的孔隙明顯減少，致密度提高，鈦基復(fù)合材料的硬度和屈服強(qiáng)度逐漸增加，但壓縮應(yīng)變逐漸減小。

二氧化鈦在油墨中的應(yīng)用性能研究

于耀杰, 宋悅, 董仕順, 任秀蓮, 魏琦峰

2022, 43(3): 65-70. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.011

摘要(549) HTML (153) PDF(43)

摘要:
對(duì)二氧化鈦在油墨中的應(yīng)用性能進(jìn)行了研究，通過對(duì)二氧化鈦粗品進(jìn)行不同條件的研磨分散、無機(jī)包覆處理，并進(jìn)行顏料性能及油墨應(yīng)用性能研究測(cè)試，總結(jié)歸納出適宜油墨應(yīng)用的高遮蓋力二氧化鈦制備方案。其最佳工藝為：在漿料濃度為500 g/L條件下，研磨分散40 min，并進(jìn)行氧化硅和氧化鋁無機(jī)包覆，得到樣品的二氧化鈦含量達(dá)90.23%，L值為95.61，b值為1.82，油墨中的遮蓋力達(dá)到最大值，具備最佳的油墨應(yīng)用效果。

基于攪拌摩擦加工的汽車鈦合金組織與性能研究

李莎莎, 王磊, 呂欣蕊, 于麗麗

2022, 43(3): 71-76. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.012

摘要(391) HTML (152) PDF(25)

摘要:
采用不同的主軸旋轉(zhuǎn)速度和行進(jìn)速度對(duì)鑄態(tài)Ti8LC汽車鈦合金進(jìn)行了攪拌摩擦加工改性試驗(yàn)，并測(cè)試和對(duì)比分析了合金試樣的顯微組織和力學(xué)性能。結(jié)果表明，改性后合金內(nèi)部晶粒明顯細(xì)化、組織分布均勻性得到改善、力學(xué)性能顯著提高。在軸肩下壓量0.2 mm和主軸傾斜角度2.5°不變的情況下，隨主軸旋轉(zhuǎn)速度從200 r/min增大到400 r/min或行進(jìn)速度從30 mm/s加快到90 mm/s，改性鈦合金試樣的晶粒先細(xì)化后粗化、力學(xué)性能先提高后下降。主軸旋轉(zhuǎn)速度300 r/min,行進(jìn)速度60 mm/s時(shí)改性鈦合金試樣的力學(xué)性能最佳，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為1 046、729 MPa，延伸率為12.7%；與鑄態(tài)Ti8LC汽車鈦合金相比，改性后試樣的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別增大118、125 MPa，其增幅分別達(dá)12.7%、20.7%。

攀西某選鐵尾礦中鈦鐵礦浮選藥劑優(yōu)化試驗(yàn)研究

鄧建, 楊耀輝, 王洪彬, 嚴(yán)偉平, 曾小波

2022, 43(3): 77-83. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.013

摘要(528) HTML (222) PDF(41)

摘要:
針對(duì)攀西某選鐵尾礦進(jìn)行了鈦鐵礦浮選藥劑優(yōu)化試驗(yàn)研究，其TiO₂品位為16.6%，主要礦物為鈦鐵礦、鈦磁鐵礦、輝石、橄欖石，次要礦物為斜長(zhǎng)石、綠泥石。經(jīng)過捕收劑、抑制劑、硫酸等藥劑優(yōu)化試驗(yàn)，利用硫酸+EMA+MOH，通過磁選除鐵-浮選脫硫+一粗一掃五次精選選鈦流程，閉路試驗(yàn)可以獲得鈦精礦產(chǎn)率25.18%，TiO₂品位46.48%，回收率71.31%的良好指標(biāo)，為攀西礦區(qū)選鐵尾礦中鈦鐵礦的回收提供技術(shù)參考。

印尼海濱砂礦與攀西釩鈦磁鐵礦選鐵差異性研究

王洪彬, 劉志雄, 祝勇濤, 陳碧, 張旺

2022, 43(3): 84-90. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.014

摘要(611) HTML (161) PDF(53)

摘要:
以攀西某釩鈦磁鐵礦干拋尾礦作對(duì)比樣，開展印尼海濱砂礦和攀西釩鈦磁鐵礦的選鐵試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：獲得TFe品位相當(dāng)鐵精礦時(shí)，印尼海濱砂礦選鐵工藝流程較攀西釩鈦磁鐵礦簡(jiǎn)單，估算印尼鐵精礦選礦成本較攀西鐵精礦的低約80元/t，印尼鐵精礦S含量0.042%，能降低冶煉脫硫成本；印尼海濱砂礦選鐵尾礦中鈦無利用價(jià)值，印尼鐵精礦Cl含量0.012%，需特別關(guān)注其對(duì)高爐的腐蝕。研究成果為今后印尼海濱砂礦資源的利用提供數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)支持。

國(guó)外某海濱砂礦綜合回收試驗(yàn)研究

梁燾茂, 楊招君, 鐘森林, 洪秋陽(yáng), 吳城材, 王豐雨, 張超達(dá)

2022, 43(3): 91-97. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.015

摘要(421) HTML (125) PDF(30)

摘要:
國(guó)外某海濱砂礦富含鈦鐵礦、鋯石、獨(dú)居石等多種有用礦物。鈦鐵礦礦物經(jīng)歷蝕變，部分鋯石表面被鐵污染，礦物磁、電性質(zhì)發(fā)生變化，較為難選。采用篩選—螺旋溜槽一粗一掃工藝預(yù)富集重礦物，獲得產(chǎn)率23.78%，F(xiàn)e、TiO₂、REO、Zr(Hf)O₂品位分別為25.76%、43.73%、0.44%、2.83%，回收率分別為93.70%、93.11%、78.32%、93.64%的重砂。針對(duì)重砂，采用弱磁選鐵—高梯度強(qiáng)磁選一粗一精一掃，分離出部分磁性較強(qiáng)鈦精礦，強(qiáng)磁中礦采用搖床—干式磁選—電選流程分離出獨(dú)居石精礦和另一部分磁性較弱鈦精礦，強(qiáng)磁尾礦進(jìn)行搖床選鋯—鋯粗精礦進(jìn)行電選除雜，從而分離出鐵精礦、鈦精礦、獨(dú)居石精礦和鋯精礦產(chǎn)品。相對(duì)重砂，精礦與中礦中TiO₂、REO、Zr(Hf)O₂綜合回收率分別為99.16%、67.71%、89.56%，實(shí)現(xiàn)了有用礦物的綜合回收。研究結(jié)果可為類似海濱砂礦的開發(fā)和綜合回收提供參考。

國(guó)外某原生鈦鐵礦選礦工藝試驗(yàn)研究

鐘森林, 謝寶華, 王豐雨, 梁燾茂, 張超達(dá)

2022, 43(3): 98-103. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.016

摘要(488) HTML (182) PDF(47)

摘要:
國(guó)外某原生鈦鐵礦中TiO₂品位8.23%、Fe₂O₃品位16.47%；主要含鈦礦物為鈦鐵礦、少量金紅石和榍石，微量含鈦的磁鐵礦，脈石礦物主要是角閃石、長(zhǎng)石，其次綠泥石、金云母、石英、高嶺土等。有價(jià)礦物之間嵌布關(guān)系復(fù)雜，且鈦鐵礦嵌布粒度細(xì)，同時(shí)鈦鐵礦和磁鐵礦包裹體包含于角閃石間，增強(qiáng)角閃石磁性，不利于鈦鐵礦磁選分離。試驗(yàn)采用磁選-粗精礦再磨-浮選工藝流程獲得TiO₂品位為47.41%、回收率為50.32%的鈦精礦。

白馬釩鈦磁鐵礦提質(zhì)降雜研究及工業(yè)實(shí)踐

劉志雄

2022, 43(3): 104-110. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.017

摘要(445) HTML (152) PDF(43)

摘要:
為進(jìn)一步提高釩鈦鐵精礦品位，實(shí)現(xiàn)高爐精料方針，針對(duì)攀西白馬礦區(qū)某選礦廠生產(chǎn)的釩鈦磁鐵精礦開展了工藝礦物學(xué)研究，認(rèn)為鈦磁鐵礦中客晶礦物的存在影響了鐵精礦的理論品位，是釩鈦鐵精礦品位難以提高的主要原因。通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)，提出采用提高磨礦細(xì)度進(jìn)行深度選別技術(shù)路線可以有效降低鐵精礦中SiO₂、MgO、Al₂O₃等元素含量，從而進(jìn)一步提高其鐵精礦品位。研究成果在白馬礦區(qū)某選礦廠進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用，將釩鈦鐵精礦品位由55%提高至57%以上，有效地提高了冶煉系統(tǒng)高品位釩鈦鐵精礦的保供能力，提升鋼鐵全產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)效益，為攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦精礦品位的提高提供了技術(shù)路線。

低品位鈦鐵礦選礦工藝研究

楊道廣

2022, 43(3): 111-117. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.018

摘要(935) HTML (423) PDF(58)

摘要:
某低品位釩鈦磁鐵礦,TiO₂品位為6.15%，礦物組成復(fù)雜，為充分回收其中的鈦鐵礦，針對(duì)鈦的賦存狀態(tài)及粒級(jí)分布特點(diǎn)，制定了強(qiáng)磁磁選預(yù)拋尾、重選提質(zhì)、細(xì)磨弱磁選除鐵、反浮選脫硫與一粗一掃兩精浮鈦組合工藝流程，研究了磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁介質(zhì)大小、脈動(dòng)沖程、磨礦濃度、磨礦時(shí)間、浮選調(diào)整劑及捕收劑用量等的影響，在獲得最優(yōu)工藝條件的基礎(chǔ)上，按“一段強(qiáng)磁拋尾—兩段重選拋尾—磨礦—除鐵—浮選”的工藝流程進(jìn)行了閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)獲得了TiO₂品位48.22%，回收率為35.19%的鈦精礦。礦石中主要有用的礦物鈦鐵礦得到了有效的回收。

攀鋼鐵礦粉高溫性能及優(yōu)化配礦研究

胡鵬, 唐文博, 黃楚, 饒家庭, 楊明睿

2022, 43(3): 118-124. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.019

摘要(625) HTML (236) PDF(48)

摘要:
通過微型燒結(jié)試驗(yàn)對(duì)攀鋼鐵礦粉高溫性能進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果表明攀鋼所用高鈦型釩鈦磁鐵礦同化溫度達(dá)到1320 ℃以上，液相流動(dòng)性指數(shù)僅0.1，粘結(jié)相強(qiáng)度大于3 500 N，需要通過優(yōu)化配礦來改善燒結(jié)混勻礦性能。因此，根據(jù)高溫性能進(jìn)行了優(yōu)化配礦，并開展了高溫性能和燒結(jié)杯驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明：TiO₂含量對(duì)鐵礦粉燒結(jié)高溫性能影響較大。隨著TiO₂含量從7.0%降低至3.0%時(shí)，混勻礦的同化溫度從1305 ℃降低至1280 ℃，液相流動(dòng)性指數(shù)從0.42提高至0.78，粘結(jié)相強(qiáng)度則從2 640 N降低至1 915 N，燒結(jié)礦成品率、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和中低溫性能顯著提高，且燒結(jié)過程中TiO₂與CaO反應(yīng)生成的結(jié)構(gòu)致密、熔點(diǎn)較高的鈣鈦礦物相減少，鐵酸鈣物相增加。

釩對(duì)高溫滲碳SCM420H齒輪鋼組織和淬透性的影響

劉年富, 胡濤, 田錢仁, 王高峰, 付建勛

2022, 43(3): 125-131. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.020

摘要(619) HTML (241) PDF(46)

摘要:
對(duì)高溫滲碳SCM420H齒輪鋼進(jìn)行了釩微合金化處理，并對(duì)鋼中組織及淬透性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：SCM420H齒輪鋼中V含量和N含量應(yīng)控制范圍分別在0.03%～0.05%和0.012%～0.018%。MN(M=Ti,V)在966 ℃時(shí)析出并在559 ℃時(shí)向M(C,N)發(fā)生轉(zhuǎn)化，常溫時(shí)的M(C,N)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)約為0.049%。將加熱溫度控制在1200 ℃±20 ℃，在預(yù)熱段（室溫升至850 ℃左右）加熱時(shí)間控制在120 min內(nèi)，在940～980 ℃高溫滲碳保溫6 h后，圓鋼的帶狀組織控制在1.5～2級(jí)，奧氏體晶粒穩(wěn)定在7.5～8級(jí)，M(C,N)主要為能起到釘扎晶界、細(xì)化奧氏體晶粒的納米級(jí)球狀V(C,N)。將連鑄結(jié)晶器電磁攪拌強(qiáng)度參數(shù)調(diào)整為150 A，2.5 Hz，鑄坯拉速為0.85 m/min，澆鑄過熱度為15～30 ℃，碳含量偏差值可控制在0.01%，碳含量的均勻化有利于淬透性的窄帶化控制，釩微合金化后，試樣的淬透性硬度值（HRC）最高為37，最低為35，淬透性帶寬硬度值（HRC）≤3。

V和Ti元素對(duì)耐候鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻相變行為的影響研究

崔凱禹, 李正榮, 趙征志, 葉曉瑜, 汪創(chuàng)偉, 張開華, 胡云鳳, 熊雪剛

2022, 43(3): 132-138. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.021

摘要(513) HTML (201) PDF(27)

摘要:
進(jìn)行了V、Ti元素含量不同的耐候鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變熱模擬試驗(yàn)并繪制了CCT曲線，研究了不同冷卻速度以及V、Ti元素對(duì)耐候鋼組織轉(zhuǎn)變以及性能的影響。當(dāng)V含量由0.03%提高至0.07%，馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度M_s提高25 ℃，促進(jìn)了馬氏體相變。當(dāng)Ti含量由0.03%提高至0.10%，擴(kuò)大了貝氏體相變區(qū)、降低了貝氏體開始轉(zhuǎn)變冷速，促進(jìn)了貝氏體轉(zhuǎn)變；同時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度M_s降低22 ℃、馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度M_f升高18 ℃，馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域變窄，抑制了馬氏體轉(zhuǎn)變。隨著冷卻速率的提高，HV0.2硬度值逐漸增加。HV0.2硬度值主要受金相組織的尺寸和形貌影響，V、Ti的第二相析出物對(duì)HV0.2硬度值的影響不大。

鈦含量對(duì)0.17C-0.30Si-1.40Mn鋼組織與力學(xué)性能的影響

劉陽(yáng)春, 白鳳霞, 徐彬, 張?jiān)弃Q, 李蓓, 張世龍

2022, 43(3): 139-145. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.022

摘要(399) HTML (214) PDF(28)

摘要:
在某鋼廠冶煉的0.17C-0.30Si-1.40Mn鋼中添加不同含量的微合金化元素鈦，熱連軋成板卷后逐卷取樣進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試和金相組織檢驗(yàn)，并采用碳復(fù)型萃取方法制作薄膜樣品進(jìn)行透射電鏡觀察，研究了鈦含量對(duì)0.17C-0.30Si-1.40Mn鋼組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：隨鋼中鈦含量由0增加至0.073%，當(dāng)Ti含量≤0.020%時(shí)，強(qiáng)度緩慢提高；當(dāng)Ti含量為0.021%～0.038%時(shí)，強(qiáng)度顯著提高；當(dāng)Ti含量＞0.038%時(shí)，強(qiáng)度增加趨緩。鈦加入0.17C-0.30Si-1.40Mn鋼越多，鋼的延伸率和沖擊功下降就越多。鈦對(duì)0.17C-0.30Si-1.40Mn鋼的顯微組織影響不大，僅能使其晶粒尺寸略微減小。鈦在0.17C-0.30Si-1.40Mn鋼中只能沉淀析出少量尺寸較大的Ti(N,C)和Ti₄C₂S₂顆粒，起到微弱的細(xì)晶強(qiáng)化作用，但是鈦在鋼中能夠沉淀析出大量細(xì)微的TiC顆粒，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沉淀強(qiáng)化作用。此外，研究發(fā)現(xiàn)鈦含量對(duì)低碳錳鋼力學(xué)性能的影響還與鋼中碳含量有關(guān)，鋼中碳含量不同，強(qiáng)度隨鈦含量轉(zhuǎn)變曲線上的2個(gè)拐點(diǎn)也不相同。

釩微合金化對(duì)5CrNiMo模具鋼組織與性能的影響分析

張玉平, 韋光珍, 王夢(mèng)涵

2022, 43(3): 146-151. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.023

摘要(556) HTML (173) PDF(25)

摘要:
在5CrNiMoV模具鋼試樣中添加了不同含量的合金元素釩，制備了不同釩含量的5CrNiMoVx(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)模具鋼試樣，并采用金相和掃描電鏡對(duì)試樣顯微組織進(jìn)行分析，測(cè)試了試樣的抗熱裂性能和耐高溫磨損性能。結(jié)果表明，添加合金元素釩有助于細(xì)化5CrNiMoV模具鋼試樣的顯微組織，提高其抗熱裂性能和耐高溫磨損性能。隨釩含量逐漸增加，模具鋼試樣的顯微組織先細(xì)化后粗化，抗熱裂性能和耐高溫磨損性能先提高后下降。與不添加釩（x=0）相比，當(dāng)釩含量x=0.3%時(shí)，5CrNiMoVx模具鋼試樣的裂紋長(zhǎng)度減小3.4 mm、磨損體積減小16×10^?3mm³，模具鋼試樣的抗熱裂性能和耐高溫磨損性能顯著提高。5CrNiMoVx (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)模具鋼試樣的釩含量?jī)?yōu)選為x=0.3%。

TiO₂對(duì)低氟渣系電渣重熔Incoloy825合金中Al、Ti元素影響的熱力學(xué)研究

巨建濤, 王華勇, 朱智洪, 楊康帥, 顧越

2022, 43(3): 152-160. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.024

摘要(413) HTML (151) PDF(31)

摘要:
為了研究低氟渣電渣重熔過程中電渣錠中元素的變化，以Incoloy825合金為研究對(duì)象，渣中添加不同含量的TiO₂和脫氧劑，進(jìn)行了四組電渣重熔試驗(yàn)；并基于離子分子共存理論、熱力學(xué)理論和質(zhì)量守恒定律建立Al、Ti含量控制的熱力學(xué)模型。結(jié)果表明，隨著渣中TiO₂含量的增加，電渣錠中Ti含量增加，Al含量減少，這是由于鋁鈦的交換反應(yīng)4Al+3TiO₂=3Ti+2Al₂O₃控制的，Si和Mn元素含量變化不大。當(dāng)TiO₂含量不變時(shí)，Al、Ti元素的含量沿著電渣錠高度的方向上有不同程度的增加，Si、Mn元素的含量則均有所下降。當(dāng)熔渣中$ \mathrm{l}\mathrm{g}({a}_{{\mathrm{A}\mathrm{l}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}}^{2}/{a}_{\mathrm{T}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{2}}^{2}) $為?3.16時(shí)，結(jié)合Al脫氧劑的添加，可以得到Al、Ti含量均勻性較好的產(chǎn)品，試驗(yàn)結(jié)果很好地驗(yàn)證了熱力學(xué)模型的準(zhǔn)確性。

6Cr13Mo不銹鋼中碳化物演變規(guī)律研究

宋令璽, 鄭淮北, 楊亞光, 王英虎

2022, 43(3): 161-166. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.025

摘要(526) HTML (176) PDF(25)

摘要:
采用Thermo-Calc熱力學(xué)軟件對(duì)6Cr13Mo不銹鋼進(jìn)行了相圖計(jì)算，利用超高溫共聚焦顯微鏡模擬了6Cr13Mo不銹鋼加熱、冷卻及凝固過程，觀察分析了碳化物的演變規(guī)律。結(jié)果表明：相圖計(jì)算的6Cr13Mo不銹鋼平衡室溫組織為鐵素體和M₂₃C₆類型碳化物；凝固過程中成分發(fā)生凝固偏析，當(dāng)液相中C含量達(dá)到約為1%時(shí)，成分體系變?yōu)閬喒簿т擉w系，在析出奧氏體的同時(shí)，液相中直接析出M₇C₃類型的碳化物；加熱過程中，隨著溫度升高，碳化物呈先增加后減少趨勢(shì)；降溫過程中，隨著溫度降低，碳化物逐漸增多，且在800 ℃時(shí)達(dá)到峰值；凝固過程中，隨著凝固速率的提高，M₇C₃數(shù)量減少且形態(tài)改變。

IF鋼中夾雜物在連鑄過程中的演變行為

郝曉帥, 白雪峰, 孫彥輝, 郭志杰, 曾建華, 張敏, 吳晨輝

2022, 43(3): 167-175. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.026

摘要(420) HTML (266) PDF(38)

摘要:
針對(duì)某廠生產(chǎn)的IF鋼連鑄過程中間包鋼液和鑄坯取樣，采取T.O、[N]含量分析和ASPEX掃描電鏡-能譜儀等方法，并結(jié)合熱力學(xué)計(jì)算分析了連鑄過程鋼中夾雜物的演變行為。結(jié)果表明，連鑄過程鋼中T.O含量整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但中間包開澆階段鋼液受到覆蓋劑或耐材的二次氧化，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整覆蓋劑成分或爐襯成分，鑄坯中T.O含量為12×10^?6，[N]含量為21×10^?6，符合IF鋼控制要求。夾雜物數(shù)量密度的變化趨勢(shì)與T.O一致，鑄坯中夾雜物數(shù)量密度增加是因?yàn)槟汤鋮s過程中有大量TiN析出。整個(gè)中間包過程注流區(qū)鋼液中夾雜物的數(shù)量密度低于澆注區(qū)，但平均尺寸更大。隨著澆注進(jìn)行，中間包鋼液夾雜物中MgO的含量逐漸升高，且與尺寸呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，大于10 μm的夾雜物集中分布在Al₂O₃含量高的區(qū)域。熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明1600 ℃時(shí)，鋼液中穩(wěn)定存在的夾雜物相只有Al₂O₃，然而試驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了較多的Al₂O₃-TiO_x夾雜物，這是由于RH精煉過程加鈦合金后，造成局部Ti濃度過高，為TiO_x和Al₂O₃-TiO_x的形成提供了條件。鑄坯中存在TiS類夾雜物，包含純TiS夾雜物和Al₂O₃-TiS及TiS-TiN的復(fù)合夾雜物，此類夾雜物的尺寸隨著TiS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而減小。

大型鋼坯加熱爐多爐況同步加熱鈦坯技術(shù)研究

郭宏

2022, 43(3): 176-184. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.027

摘要(460) HTML (131) PDF(26)

摘要:
鈦由于其具有各種優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于國(guó)防及民用領(lǐng)域。高效、低成本地連續(xù)生產(chǎn)大卷重鈦帶卷，利用常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線進(jìn)行鈦、鈦合金-鋼共線生產(chǎn)是大卷重鈦帶卷生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于鋼-鈦共線軋制熱軋鈦帶卷，加熱是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在某1 450 mm熱帶鋼連軋線基礎(chǔ)上，針對(duì)鈦帶卷生產(chǎn)效率低、加熱能耗大等問題，通過ANSYS有限元建立鋼坯加熱爐實(shí)體模型，F(xiàn)luent仿真得到加熱爐內(nèi)溫度場(chǎng)和流場(chǎng)，分析了鈦板坯在加熱爐中不同階段的溫度分布，成功突破了大型鋼坯加熱爐多爐況同步加熱鈦坯技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鈦帶卷的高效高質(zhì)量生產(chǎn)。

回火時(shí)間對(duì)馬氏體鋼氫脆敏感性的影響

葉高奇

2022, 43(3): 185-190. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.028

摘要(436) HTML (185) PDF(39)

摘要:
采用慢應(yīng)變速率拉伸及氫滲透試驗(yàn)研究了回火熱處理時(shí)間對(duì)一種馬氏體鋼氫脆敏感性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著回火時(shí)間的延長(zhǎng)，試樣的氫脆敏感性先降低后增加，當(dāng)回火時(shí)間為4 h時(shí)，材料的氫脆敏感性指數(shù)達(dá)到最低值。其主要原因是當(dāng)回火時(shí)間小于4 h時(shí)，大量碳化物的析出有效捕獲了氫原子，使有效氫擴(kuò)散系數(shù)及氫脆敏感性均降低；但當(dāng)回火時(shí)間大于4 h時(shí)，碳化物粗化長(zhǎng)大，其對(duì)氫原子的捕獲作用減弱，導(dǎo)致有效氫擴(kuò)散系數(shù)增加，氫脆敏感性增強(qiáng)。

低成本薄規(guī)格L485M管線鋼的研制開發(fā)

徐海健, 郭誠(chéng), 高紅, 任毅, 喬馨, 沙孝春

2022, 43(3): 191-196. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.03.029

摘要(385) HTML (149) PDF(22)

摘要:
研究了不同加熱溫度、軋制工藝和冷卻速率在內(nèi)的低成本L485M管線鋼組織及性能變化。結(jié)果表明：隨著加熱溫度升高，奧氏體晶粒尺寸逐漸長(zhǎng)大，當(dāng)加熱溫度≤1200 ℃時(shí)，奧氏體平均晶粒尺寸可控制在50 μm以內(nèi)；通過增加中間坯厚度，使其精軋階段累計(jì)壓下量增加，可顯著細(xì)化鋼板心部組織，同時(shí)增加析出相密度；通過提高軋后鋼板的冷卻速率，既抑制了先共析鐵素體的轉(zhuǎn)變，也促進(jìn)了針狀鐵素體和粒狀貝氏體形成。當(dāng)冷卻速率為25 ℃/s時(shí)，可得到有利于試驗(yàn)鋼性能的由針狀鐵素體和粒狀貝氏體為主的復(fù)相組織，鋼板的強(qiáng)韌性得到顯著改善；生產(chǎn)的L485M級(jí)管線鋼滿足技術(shù)條件要求，可實(shí)現(xiàn)L485M級(jí)別管線鋼降低成本生產(chǎn)。目前，鞍鋼已可以實(shí)現(xiàn)無Mo低成本薄規(guī)格L485M管線鋼穩(wěn)定化批量生產(chǎn)。

留言板

2022年第43卷第3期

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