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馮雪茹, 呂國志, 張廷安, 趙秋月

2022, 43(6): 1-6. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.001

摘要(766) HTML (176) PDF(33)

摘要:
以鈦白廢酸無焙燒直接加壓酸浸提釩新技術中得到的浸出液為研究對象。配制硫酸體系中的V(IV)溶液，進行萃取單因素試驗以研究P204對V(IV)的萃取性能。通過考察水相初始pH值、萃取劑P204用量、萃取相比(O/A)、振蕩時間等因素對萃取的影響，得到不同濃度V(IV)溶液的適宜萃取條件，并初步探究了萃取劑P204對V(IV)的萃取飽和容量和萃取機理。結果表明: 萃取物V(IV)溶液的濃度影響水相初始pH值和萃取劑P204用量的選擇，但對振蕩時間和萃取相比（O/A）無影響；P204對硫酸體系中V(IV)的萃取性能優良，萃取速度快，飽和容量大；對于1、10、30 g/L的V(IV)溶液，在適宜萃取條件下，單級萃取率分別為90.36%、90.27%、61.37%。

NaVO₃-H₂O體系碳酸氫銨/碳酸銨沉淀偏釩酸銨試驗研究

饒玉忠, 付自碧

2022, 43(6): 7-13. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.002

摘要(628) HTML (283) PDF(37)

摘要:
針對釩渣鈉法提釩得到的NaVO₃-H₂O溶液體系，利用碳酸氫銨/碳酸銨作為銨鹽，考察了沉淀pH值、沉淀溫度、結晶時間、加銨系數對偏釩酸銨結晶效果的影響。結果表明：在一定范圍內提高溶液的pH值（9.1～9.5），可以改善偏釩酸銨的結晶率；在溫度15～27 ℃、結晶時間>3 h、加銨系數不小于2.9條件下，可實現偏釩酸銨結晶率>85%，經煅燒獲得的五氧化二釩純度>99.3%，滿足YB/T 5304—2017質量標準要求。

高鉻型釩鈦鐵精礦球團氧化焙燒-鹽酸浸出提釩

吳恩輝, 李軍, 徐眾, 侯靜, 黃平, 李宏

2022, 43(6): 14-23. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.003

摘要(480) HTML (223) PDF(43)

摘要:
以高鉻型釩鈦鐵精礦為原料，研究其在氧化焙燒-鹽酸浸出過程中球團強度與釩浸出行為之間的相互關系。熱力學分析結果表明，在氧化鈣存在的條件下，高鉻型釩鈦鐵精礦中主要化合物的氧化反應順序依次為：FeTiO₃>Fe₃O₄>Fe₂SiO₄>FeV₂O₄>FeCr₂O₄。氧化產物物相分析結果證實，鈦鐵礦比磁鐵礦更易氧化，氧化產物的主要物相為Fe₂O₃和Fe₉TiO₁₅。氧化溫度和鹽酸濃度分別是氧化過程和浸出過程中影響釩浸出率和浸出后球團強度的關鍵因素；浸出后球團強度與V₂O₅浸出率呈現較為明顯的負相關關系；返燒可以有效提升浸出后球團強度，在返燒溫度1200 ℃，返燒時間90 min條件下，返燒后球團強度大于3 000 N/球。

W摻雜納米M相VO₂的水熱合成及其相變性能

楊雪, 鄒建

2022, 43(6): 24-30. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.004

摘要(1136) HTML (358) PDF(71)

摘要:
以偏釩酸銨為釩源，水合肼為還原劑，偏鎢酸銨為摻雜劑，采用一步水熱法在280 ℃制備了摻W量（原子分數表示）從0到2.0%的VO₂粉體，并將其加入到聚氨酯中，制備VO₂/PU復合薄膜。通過XRD、TEM、XPS、DSC對合成的樣品進行了物相組成、形貌、元素價態和相變性能分析，利用紫外-可見-近紅外光譜儀測定了薄膜的透射率。結果表明：隨著W摻雜量從0增加到2.0%，二氧化釩升溫時的相變溫度從61.8 ℃降低至15 ℃。基于摻雜1.0%的二氧化釩粉體制備的VO₂/PU復合薄膜，ΔT_sol可達11.7%，基本滿足智能窗的實際應用要求。

Sc³⁺摻雜對碳熱還原法制備Li₃V₂(PO₄)₃/C正極材料儲鋰性能的影響

馮雪剛, 李娜麗, 劉甜甜

2022, 43(6): 31-37. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.005

摘要(570) HTML (229) PDF(28)

摘要:
通過碳熱還原法成功制備出Sc³⁺摻雜Li₃V₂(PO₄)₃/C正極材料。系統研究了Sc³⁺摻雜量對Li₃V₂(PO₄)₃的結構、形貌及電化學性能的影響。Sc³⁺摻雜雖然沒有改變Li₃V₂(PO₄)₃的晶格類型，但是使得Li₃V₂(PO₄)₃的晶格膨脹，晶胞體積增大，有利于電子傳輸和Li⁺擴散。此外，Sc³⁺摻雜使得不規則的多邊形塊狀Li₃V₂(PO₄)₃顆粒球化并減小其尺寸。更為重要的是，合適的Sc³⁺摻雜量能顯著增強Li₃V₂(PO₄)₃正極材料的電子電導率和Li⁺擴散系數。得益于適當的Sc³⁺摻雜量以及碳包覆和多孔結構，Li₃V_1.85Sc_0.15(PO₄)₃/C樣品具有優異的儲鋰性能，其在10 C的高倍率下可提供84.8 mAh/g的首次放電比容量，并且循環100圈后容量保持率高達93.5%。

錳對釩渣鈣化提釩的影響分析

葉露, 杜光超, 李月鵬, 彭毅, 劉嚴

2022, 43(6): 38-44. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.006

摘要(526) HTML (238) PDF(35)

摘要:
以Mn含量不同的兩批釩渣為研究對象，利用XRD和SEM-EDS分析方法探究釩渣物相組成和微觀結構，查明不同Mn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：釩渣主要由釩鐵尖晶石、鐵橄欖石及透輝石物相構成，在一定范圍內，渣中V、Mn、Fe等主要成分的小幅波動不影響釩渣的主要物相組成；釩渣焙燒熟料均由赤鐵礦Fe₂O₃、鐵板鈦礦Fe₂TiO₅、硅酸鹽SiO₂及釩酸鹽相組成，其中，釩酸鹽成分主要為Mn₂V₂O₇與Ca₂V₂O₇復鹽，釩主要賦存于釩酸鹽復鹽中，釩渣中Mn含量變化對熟料物相組成未產生明顯影響；在較低鈣釩比以及相同焙燒-浸出條件下，Mn對鈣化提釩的焙燒-浸出效果有一定的促進作用，MnO含量分別為6.98%和8.26%的釩渣焙燒熟料釩的浸出率分別為93.66%和94.51%。

TA18鈦合金熱變形行為及熱加工圖研究

彭力, 江健, 羅小峰, 申學良, 王瑩, 邢遠

2022, 43(6): 45-50. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.007

摘要(758) HTML (268) PDF(40)

摘要:
采用Gleeble 3500熱模擬試驗機研究了TA18鈦合金在750～1050 ℃和0.001～10 s^?1條件下的熱變形行為，建立了Zener-Hollomon參數（Z參數）的本構方程及熱加工圖。結果表明，TA18鈦合金β單相區的變形激活能為310.71 kJ/mol，α+β雙相區的應變激活能為578.78 kJ/mol。經過擬合得到了TA18鈦合金在單相區和雙相區變形的流變應力本構方程。通過對熱加工圖的分析，確定了TA18鈦合金合理的熱加工參數范圍為：變形溫度825～900 ℃，應變速率0.01～0.05 s^?1。試驗結果可為TA18鈦合金熱加工工藝參數的選擇提供理論依據。

醫用鎳鈦合金溫變形過程中的本構關系和組織演變

朱紹珍, 王杰

2022, 43(6): 51-57. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.008

摘要(530) HTML (346) PDF(42)

摘要:
為研究醫用鎳鈦合金的溫變形行為，利用Gleeble-3800 熱模擬試驗機對其進行壓縮試驗，獲得了合金壓縮過程的真應力-真應變曲線，分析了合金在變形過程中的本構關系和微觀組織演變過程，并建立了加工圖，確定出較好的加工參數。結果表明，動態回復和再結晶是壓縮變形過程中主要的軟化機制，當30≤lnZ≤42時，合金發生動態回復，當23≤lnZ≤26時，合金發生動態再結晶。根據合金微觀組織分析結果及熱加工圖，合金在較低應變速率和較高溫度下變形時具有良好的塑性變形能力和細小的再結晶組織，合金較好的兩個變形工藝參數區域為：區域1為變形溫度935～1045 K，應變速率0.001～0.004 s^?1；區域2為變形溫度1045～1073 K，應變速率0.003～0.03 s^?1。

射頻等離子體球化Ti-25Ta合金粉末及其選區激光熔化成形性能研究

蒲蕓娜, 趙德偉, 施麒, 譚沖, 鄭海忠, 劉辛, 丁忠耀

2022, 43(6): 58-65. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.009

摘要(511) HTML (247) PDF(50)

摘要:
利用射頻等離子體球化工藝成功制備了Ti-25Ta合金粉末，采用選區激光熔化成形Ti-25Ta合金球形粉末，研究了激光功率對打印件表面形貌、致密度、微觀組織和力學性能的影響。結果顯示，球化后Ti-25Ta合金粉末D₅₀為43.8 μm，較原料粒徑略有增大。原料粉末內部為枝晶組織，球化后粉末內部呈胞狀組織。粉末的流動性、松裝密度和振實密度均有大幅提高。隨著激光功率增加，α'馬氏體細化明顯。在較高激光功率200 W時，致密度達到最大95.32%，顯微硬度（HV_0.3）為378.2。拉伸試驗表明，隨著激光功率的增大，材料斷裂機制由脆性斷裂轉變為脆性和韌性斷裂。

熱處理對鈦合金Ti₈₄Al₁₁FeMo₄組織和性能的影響

張雪峰, 陳敏, 劉許旸, 高友智, 韋良曉, 蔡俊豪, 倪梓潔, 陳新才

2022, 43(6): 66-70. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.010

摘要(642) HTML (266) PDF(33)

摘要:
通過d電子理論設計出新型兩相鈦合金Ti₈₄Al₁₁FeMo₄，分析了物相組成隨溫度的變化關系。結合熱力學計算結果，分別研究了700、770 ℃以及850 ℃不同時效溫度下鈦合金的微觀組織與力學性能的演化關系。結果表明，隨著時效處理溫度的提高，Ti₈₄Al₁₁FeMo₄鈦合金微觀組織中β相的含量逐漸增多。當時效溫度增加到850 ℃時，β析出相的含量最多，且在粗β相間分布著大量細小尺寸的β相。Ti₈₄Al₁₁FeMo₄鈦合金經不同時效溫度處理后表現出不同的力學性能，在700 ℃和770 ℃下時效處理后可顯著提高鈦合金的壓縮強度，而在850 ℃下時效后可以實現鈦合金的強度和塑性的同步提升。

碳微合金化對Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe低成本鈦合金組織及力學性能的影響

王安東, 王志天, 相志磊, 韓竟俞, 周宗熠, 申高亮, 黃景存, 陳子勇

2022, 43(6): 71-77. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.011

摘要(516) HTML (204) PDF(37)

摘要:
采用水冷銅坩堝真空感應懸浮熔煉爐制備了不同碳含量為0、0.1%、0.15%和0.3%的Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe低成本鈦合金，研究了碳微合金化對鈦合金鑄態組織和力學性能的影響。結果表明：隨著碳元素的引入，原始β晶粒以及α片層寬度尺寸有一定的細化，合金鑄態凝固組織由魏氏組織逐漸轉變為網籃組織，TiC在晶界析出。碳含量增加，合金強度增強，塑性降低，其中Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe-0.1C合金綜合力學性能最佳，抗拉強度和屈服強度分別為 979 MPa 和 920 MPa，延伸率為 5.4%。

固溶時效處理對Ti60合金組織及性能的影響

張天馨, 岳顆, 胡釗華, 郭杰, 耿乃濤

2022, 43(6): 78-83. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.012

摘要(703) HTML (219) PDF(42)

摘要:
通過光學顯微鏡和掃描電鏡觀察分析固溶時效處理對Ti60合金微觀組織的影響，結合其室溫及600 ℃高溫拉伸分析得到：鍛坯1/2高區域，組織較為均勻，適于在此取樣開展Ti60合金固溶時效處理及后續性能研究。采用1035 ℃/2 h/WQ+700 ℃/5 h/AC固溶時效處理，Ti60合金的室溫抗拉強度為1193 MPa，延伸率為6.7%；600 ℃高溫抗拉強度達到751MPa，延伸率為20.3 %，具有較好的強塑性匹配。試樣的裂紋源起源于試樣中心部位，斷面凹凸不平，為典型的韌窩型斷裂；裂紋源在邊部時，以爆炸式發散，斷口均有明顯的撕裂棱和解理面，斷裂方式為脆性斷裂。在600 ℃長時間暴露過程中，合金表面發生氧化，降低Ti60合金熱穩定性及塑性。于600 ℃環境中考察Ti60合金長期穩定服役性能，Ti60合金鍛態室溫抗拉強度為1 064 MPa，延展率為9.4%；固溶時效后試樣抗拉強度為1 224 MPa，延展率為4.7%。

壁厚和鑄造缺陷對ZTA15鈦合金組織及性能的影響

韓云飛, 袁兵兵, 孫冰, 劉義輝, 喬海濱, 李渤渤

2022, 43(6): 84-88. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.013

摘要(580) HTML (252) PDF(29)

摘要:
利用熔模精密鑄造技術，制備了圓柱形和啞鈴形的ZTA15鈦合金試棒（鑄態），然后進行熱等靜壓處理（HIP態），采用室溫拉伸、顯微組織觀察、晶粒度評定、X射線探傷、掃描電鏡（SEM）及能譜分析等方法，研究了壁厚和鑄造缺陷對ZTA15鈦合金組織及性能的影響。結果表明：鑄態ZTA15鈦合金存在殘余應力和縮松類鑄造缺陷，影響其力學性能，對工程化應用不利；壁厚影響ZTA15鈦合金力學性能，壁薄位置晶粒度級別較高，鑄態殘余應力較大，力學性能反而較低，經熱等靜壓后殘余應力得到消除，力學性能稍有提高，為較佳使用狀態；縮松類缺陷經熱等靜壓后壓實閉合，擴散結合成致密、均勻組織，提高了力學性能，且數據分布集中；夾雜類缺陷對ZTA15鈦合金的力學性能不利，尤其是塑性。

鈣法提釩尾渣的綠色資源化利用

何為, 王建, 戈文蓀, 陳煉

2022, 43(6): 100-108. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.015

摘要(639) HTML (285) PDF(67)

摘要:
以鈣法提釩尾渣為研究對象，通過對尾渣成分、物相和主要元素賦存狀態的分析,在結合前人研究的基礎上,提出了鈣法提釩尾渣通過物理法和火法冶金分離技術制取含釩鐵合金及含鈦爐渣的綜合利用途徑。研究表明：提釩尾渣經搖床脫硫處理后，分離出石膏渣和含釩富鐵料，石膏渣供水泥廠使用，含釩富鐵料配加一定比例的還原劑、粘接劑成球后，在礦熱爐進行熔分還原冶煉，可獲得釩含量3%左右的含釩鐵合金及TiO₂含量36%左右的還原渣，含釩鐵合金可用于含釩鋼水合金化；還原渣可用于高鈦渣冶煉。能實現鈣法提釩尾渣中的有價元素鐵、釩、鈦等有效提取與回收以及減輕環保壓力。

黃鐵礦催化CO還原NO性能研究

張釗, 戚瑞, 徐亞欣, 龔志軍

2022, 43(6): 109-114. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.016

摘要(508) HTML (166) PDF(31)

摘要:
以黃鐵礦作為脫硝催化劑，探究了其催化CO還原NO的性能，并采用XRF、XRD、SEM-EDS及H₂-TPR對其表征。結果表明，在400 ℃時，黃鐵礦具有78.53%的NO轉化率，且在500～800 ℃溫度范圍內，其NO轉化率維持在100%保持不變，在具有優異的NO還原性能的同時還具備極高的N₂選擇性及良好的CO轉化率；黃鐵礦在參與催化反應過程中自身分解釋放SO₂，表面變得粗糙多孔，更有利于NO氣體的吸附及還原；黃鐵礦中起催化作用的物質為FeS₂，其催化CO還原NO的反應遵循Redox反應機理，在反應過程中CO是通過S輔助來還原NO，S的存在更有利于吸附在催化劑表面NO解離的進行，使得黃鐵礦表現出極高的催化活性。

澳大利亞某鐵礦工藝礦物學及選礦試驗研究

楊招君, 謝寶華, 鐘森林, 王豐雨, 梁燾茂, 李波

2022, 43(6): 115-120. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.017

摘要(460) HTML (180) PDF(25)

摘要:
澳大利亞擁有原礦品位高、有害元素含量低、開采后不經選礦可直接進入冶煉的豐富的優質鐵礦石資源，但優質鐵礦石資源不可再生，開發利用較低品位鐵礦石資源對于鐵礦石資源的可持續開采具有重要意義。澳大利亞某鐵礦中Fe品位57.93%,主要含鐵礦物為赤鐵礦和褐鐵礦、少量硬錳礦,脈石礦物主要是高嶺土、石英，少量的長石、黑云母、方解石、白鈦石、金紅石等。有價礦物之間嵌布關系復雜，且鐵礦嵌布粒度細，同時赤鐵礦和褐鐵礦包裹體包含于高嶺土、石英或交代連生，鐵礦磁選不易分離。試驗采用磁選-浮選工藝流程獲得Fe品位為68.57%、回收率為76.45%的鐵精礦。

攀枝花硫酸渣內配碳球團成型試驗研究

李俊翰

2022, 43(6): 121-125. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.018

摘要(365) HTML (141) PDF(25)

摘要:
為分離回收攀枝花硫酸渣中的鐵資源，以攀枝花硫酸渣為原料，煤粉為碳源，PVA為粘結劑，采用正交試驗和單因素優化試驗探索了粘結劑用量、含水量、壓強、粒度組成等因素對硫酸渣內配碳球團機械強度性能的影響。研究表明：壓強對硫酸渣內配碳球團強度性能的影響最大，其次為粘結劑用量、含水量，粒度組成的影響最小。試驗獲得了硫酸渣內配碳球團成型的適宜工藝為：粘結劑用量0.4%、含水量9%、壓強10 MPa。此條件下球團的抗壓強度為185.4 N/球、落下強度為42.5次/球，達到球團工業生產中對機械強度的要求。該研究成果將為硫酸渣中鐵資源的還原分離回收提供參考，也為攀枝花釩鈦磁鐵礦資源綜合利用率的提高奠定一定的基礎。

Mg-Al-Ti系氧化物冶金工藝夾雜物控制的熱力學分析

郭志紅, 史賽超, 王旗, 馬國金, 王根磯, 朱立光

2022, 43(6): 126-137. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.019

摘要(686) HTML (228) PDF(52)

摘要:
開展低鋁含量海工鋼氧化物冶金研究，擴大海工鋼成分調整范圍，促進誘導針狀鐵素體形核的有效夾雜物生成，對改善大線能量焊接熱影響區韌性具有重要應用潛力。以EH420鋼為研究對象，利用FactSage熱力學軟件，進行鋼液-夾雜物平衡熱力學計算，系統分析了Mg-Al-Ti脫氧體系與氧含量耦合變化對鋼中夾雜物析出類型、析出條件、析出量的影響，并設計試驗進行驗證，為實際大線能量焊接用EH420海工鋼的目標夾雜物控制提供理論指導。結果表明，控制鋼中Mg、Al、Ti含量分別在0.0020%水平、0.0080%～0.010%、0.010%～0.020%時，當T.O.含量在0.0030%水平，析出Mg-Al-Ti-O復合夾雜物+MgO夾雜物；當T.O.含量在0.0060%水平時，單獨析出Mg-Al-Ti-O復合夾雜物。

工程機械用超高強鋼的相變行為研究

鄭東升, 范才河, 胡澤藝, 孫雅馨, 羅登, 劉丹, 張青學

2022, 43(6): 138-142. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.020

摘要(441) HTML (215) PDF(11)

摘要:
借助MMS-200熱模擬試驗機研究了Cr-Mo-Ni-B系工程機械用超高強鋼連續冷卻條件下的相變行為，通過熱膨脹曲線、光學顯微鏡（OM）和掃描電鏡（SEM）分析了冷卻速度（0.5～40 ℃/s）對其相變溫度和微觀組織的影響。結果表明，隨著冷卻速度增大，鋼相變溫度B_s、B_f、M_s、M_f均降低，中低溫相變加強。冷卻速度在2 ℃/s以下時，發生珠光體相變和貝氏體相變；冷卻速度在2～5 ℃/s時，出現粒狀貝氏體和板條馬氏體的混合組織；冷卻速度在5 ℃/s以上時，粒狀貝氏體消失，微觀組織為單一的板條馬氏體。在中低溫相變組織形成溫度范圍內，冷卻速度對M-A島的形貌、尺寸、數量以及馬氏體板條寬度有顯著的影響。隨著冷速的增大，M-A島的形貌由塊狀向顆粒狀變化，其尺寸減小，數量增多；馬氏體板條的平均寬度減小。

20MnCr5齒輪鋼全流程夾雜物分析

白旭旭, 張敏, 曾建華, 楊樹峰, 李京社

2022, 43(6): 143-148. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.021

摘要(548) HTML (197) PDF(27)

摘要:
為有效改善齒輪鋼的潔凈度，提高產品質量，必須明確齒輪鋼冶煉過程中非金屬夾雜物的演變行為。以某廠20MnCr5齒輪鋼為研究對象，通過對LF-VD-CC工藝齒輪鋼生產過程的全流程取樣分析，利用掃描電子顯微鏡對冶煉過程不同階段的夾雜物成分、形貌、尺寸和數量等特性進行系統分析研究。結果表明，LF進站時，主要夾雜物為Al₂O₃-MnS復合夾雜物，其中還分布了大量的MnS夾雜物；精煉20 min后取樣，觀察到Al₂O₃-MgO-MnS復合夾雜物和Al₂O₃夾雜物；LF末期，產物基本不變；VD破空后，觀察到的主要夾雜物為MnS夾雜物和呈近球形的以Al₂O₃為核心的MnS包裹的復合夾雜物，還有許多鎂鋁尖晶石，其有的含有少量CaO，有的有少量MnS，但主要成分為鎂鋁尖晶石。針對該鋼廠鎂鋁尖晶石較多的情況，可通過調控精煉渣或者減少耐火材料的侵蝕進行改善。

高氮釩鐵微合金化生產HRB500E抗震鋼筋試驗研究

賈怡晗, 王清晨, 曹長山, 翁玉娟

2022, 43(6): 149-152. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.022

摘要(374) HTML (262) PDF(29)

摘要:
以轉爐、連鑄、軋鋼工藝裝備為基礎，進行了高氮釩鐵合金微合金化生產HRB500E高強抗震鋼筋的試驗研究，結果表明：與釩氮合金相比，使用高氮釩鐵合金微合金化生產HRB500E抗震鋼筋節釩22.2%，釩合金化成本降低17.98元/t。鋼筋力學性能穩定，具有低應變時效性。?28 mm和?32 mm規格時效15天，R_eL均降低15 MPa、R_m分別降低2 MPa和3 MPa, A_gt分別提高0.7個百分點和0.8個百分點，之后力學性能不變，時效后的鋼筋強屈比和屈標比更合理，抗震性能更好。鋼筋金相組織為珠光體+鐵素體，晶粒度等級10級，比使用釩氮合金提高1.0級。鋼筋拉伸試驗斷口為等軸韌窩斷口。鋼筋幫條焊后進行拉伸在母材斷裂，縮頸顯著，焊接性能良好。疲勞檢驗200萬次時未發生斷裂，滿足新國標GB/T 1499.2—2018的疲勞壽命要求。

Cr-Mo-V系冷鐓鋼表面脫碳演變規律的研究

陳繼林, 馬洪磊, 霍立偉, 閆聰, 張昆耀

2022, 43(6): 153-160. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.023

摘要(614) HTML (172) PDF(13)

摘要:
研究了冷鐓鋼40CrMoV加熱溫度、加熱時間及表面處理對脫碳層深度和組織形貌的影響，并分析了表面脫碳隨溫度變化的演變機理。結果表明，冷鐓鋼40CrMoV在700～1100 ℃加熱時，其總脫碳層深度隨溫度的升高逐漸增大， 750～850 ℃為完全脫碳層生成的敏感溫度區間，其在800 ℃時達到峰值；保溫時間的延長使得脫碳層深度進一步加深；表面車削處理后使總脫碳層降低50%，完全脫碳層得到惡化。對冷鐓鋼40CrMoV在工業生產中表面脫碳的控制提出了建議。

Y12Cr18Ni9易切削鋼鑄態組織及力學性能研究

王英虎, 鄭淮北, 方軼, 劉庭耀, 王利偉, 姚斌

2022, 43(6): 166-172. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.025

摘要(669) HTML (235) PDF(23)

摘要:
以Y12Cr18Ni9易切削鋼為研究對象，借助Factsage熱力學計算軟件、掃描電鏡、Phenom Partical X掃描電鏡-能譜儀對其鑄態組織及力學性能進行研究。結果表明：Y12Cr18Ni9易切削鋼中的平衡相主要有Liquid、MnS、δFerrite、Austenite、M₂₃C₆、Ferrite與Sigma。平衡凝固和冷卻相變路徑為：Liquid→Liquid+δFerrite→Liquid+δFerrite+Austenite→Liquid+δFerrite+MnS+Austenite→δFerrite+MnS+Austenite→MnS+Austenite→MnS+M₂₃C₆+Austenite→MnS+M₂₃C₆+Austenite+Ferrite→MnS+M₂₃C₆+Sigma+Austenite+Ferrite。試驗鋼中的硫化物呈球形、橢球形、紡錘形或短棒狀并以簇狀沿晶界分布，屬于第Ⅱ類硫化物，長寬比≤3的硫化物占比達到了94.75%，尺寸≤3 μm的硫化物所占比例為80.22%，最大弦長≤3 μm的硫化物所占比例為76.02％。簇狀硫化物會影響Y12Cr18Ni9易切削鋼的力學性能，沿晶界分布的簇狀硫化物是形成準解理面的主要原因。經室溫拉伸及沖擊試驗測試，其抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率、斷面收縮率和沖擊功分別為597 MPa、233 MPa、17.7%、19.5%和21.8 J。

Al_xCoCrFeNi拉伸力學性能的分子動力學模擬

張榮, 祁文軍, 張爽

2022, 43(6): 173-179. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.026

摘要(1131) HTML (391) PDF(127)

摘要:
采用分子動力學方法研究了Al_xCoCrFeNi高熵合金（HEAs）在單軸拉伸下的微觀組織演變、變形機制和力學性能，重點研究了Al摩爾比0.1至1.0時Al含量、高溫和高應變速率對Al_xCoCrFeNi力學性能的影響。研究表明：Al摩爾比0.1至1.0時，常溫環境下（300 K）屈服應力及應變隨Al含量及溫度的上升呈下降趨勢。Al含量的增加導致HEAs會在更小的應變處開始屈服，更早進入屈服階段，從而使HEAs更容易變形，力學性能降低。在300～1500 K環境下隨著溫度的上升，位錯逐漸減少，不同位錯之間的相互作用減弱，無法形成固定位錯阻礙材料運動，導致材料強度下降。Al_xCoCrFeNi屈服應變、應力與應變速率變化呈正相關，且屈服應力對高應變速率敏感。

鑄態Mn18Cr18N鋼多道次軋制和熱處理影響研究

劉潔, 李娟

2022, 43(6): 180-184. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.027

摘要(439) HTML (287) PDF(17)

摘要:
對Mn18Cr18N電渣重熔鋼進行三道次和五道次的軋制及固溶處理。借助電子背散射儀（EBSD）觀察微觀組織，發現隨著軋制道次的增加，再結晶晶粒沿著晶界生長，呈現項鏈狀分布，大角度晶界向小角度晶界逐漸遷移后趨于穩定，并出現大量剪切變形帶，結果表明，較大的單道次壓下量或較高的終軋溫度有利于軋制后的Mn18Cr18N鑄態奧氏體不銹鋼再結晶。固溶處理后，發現晶粒細化并長大，退火孿晶增多，組織主要發生靜態再結晶。對Mn18Cr18N鋼進行力學性能測試，發現隨著軋制道次的增加，抗拉強度由950 MPa增加至1 090 MPa，屈服強度增加，斷后伸長率由43.46%降至29.55%，塑性降低；相應試樣固溶處理后，抗拉強度由904 MPa降至870 MPa，屈服強度降低，斷后伸長率由42%升高到48%，塑性提高，結果表明固溶處理改善了材料的組織和性能。

鋼軌萬能孔型設計方法研究與應用

陶功明, 朱軍, 劉劍, 張學斌, 胡曉, 陳元福

2022, 43(6): 185-192. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.028

摘要(2614) HTML (368) PDF(45)

摘要:
結合實際生產經驗，以七機架萬能生產線鋼軌產品為例進行了萬能區孔型設計方法的研究與推演。根據成品尺寸及各道次的延伸系數、各孔型局部尺寸變形關系，反向推算出各道次軋件的斷面面積、延伸系數，并在此基礎上結合孔型設計經驗確定出各道次孔型的結構形狀、孔型尺寸。經現場應用表明，該研究成果可完全滿足高精度鋼軌的高效開發，具有減少孔型設計試錯次數，設計效率高、產品成材率高、尺寸精度高及生產事故率低等特點。

基于材料基因工程方法的固態鋰離子導體材料快速搜索研究

稅烺, 付建輝

2022, 43(6): 193-200. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.029

摘要(365) HTML (225) PDF(34)

摘要:
運用決策樹算法和隨機森林算法來構建針對固態超離子導體的篩選模型。基于從文獻收集的數據集和20個基于材料晶格常數的參數，建立了兩種決策樹模型、一種隨機森林模型和一種作為對比的邏輯回歸模型。通過對比，隨機森林模型展示出較低的算法復雜度和較好的泛化能力。這些訓練好的模型隨后被用于篩選Material Project數據庫中的含鋰的化合物。隨機森林模型的篩選結果將候選材料總數降低了87.76%，其中包含有數種已知的超離子導體材料，因而展現出了該模型的可靠性和高效性。所使用的模型建立方法可以顯著減少搜尋理想物理屬性的材料所需要的時間，從而加速了新材料的研發過程。

留言板

2022年第43卷第6期

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