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付自碧, 蔣霖, 李明, 伍珍秀

2020, 41(4): 1-6. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.001

摘要(229) PDF(14)

摘要:
通過釩鉻渣鈉化焙燒化學反應理論分析和熱力學計算,提出采用高堿低溫鈉化焙燒同步提取釩和鉻。主要考察了釩鉻渣粒度、碳酸鈉用量、焙燒時間、焙燒溫度對釩、鉻轉浸率的影響規律。研究結果表明,鈉化焙燒最佳條件為釩鉻渣粒度-0.074 mm、碳酸鈉用量50%~53%、焙燒時間60~70 min和焙燒溫度790~850℃,獲得的釩、鉻轉浸率分別為98.31%和93.53%。鈉化焙燒后,釩鉻渣中的釩鉻鐵尖晶石、鐵橄欖石、玻璃相等物相基本消失,生成的主要物相為釩鉻酸鈉、鈉輝石、氧化鐵等。

氣基豎爐用含釩鈦海濱砂礦球團直接還原試驗研究

閆方興, 章啟夫, 曹朝真, 侯健, 李乃堯, 蘭吉然

2020, 41(4): 7-11. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.002

摘要(156) PDF(5)

摘要:
為了探索含釩鈦海濱砂礦用于氣基豎爐還原的可行性,以該砂礦為原料造球,在1 250℃焙燒20 min制得氧化球團的抗壓強度為2 099 N/個,還原性指數77.8%,低溫還原粉化指數(+3.15 mm)92%,還原膨脹指數7.5%,還原粘結性指數10.4%。氧化球團950℃還原180 min,H₂/CO為1.5時球團還原率89.4%,H₂/CO為6時球團還原率92%,100%H₂時球團還原率96%。氧化球團各項性能指標良好,能夠滿足氣基豎爐工藝的要求。

直筒爐冶煉釩鐵釩收率影響因素及對策

游本銀

2020, 41(4): 12-17. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.003

摘要(165) PDF(3)

摘要:
介紹了直筒爐冶煉釩鐵工藝特點,以及國內外相關企業釩收率現狀,全面分析了直筒爐生產釩鐵冶煉收率的影響因素,指出氧化釩堆密度和爐襯打結質量是影響釩收率的主要原因。從冶煉工藝和參數優化方向著手,針對性地指出提高直筒爐冶煉釩鐵的途徑和措施,對攀鋼現有釩鐵生產技術經濟指標的提高具有一定指導意義。具體包括:控制V₂O₃堆密度在1.0以上,V₂O₃/V₂O₅值在2.0~2.5;確保爐襯打結質量,鎂砂粒度3~8 mm比例≥60%,烘烤小火溫度500℃、對應烘烤時間4 h、大火烘烤溫度900℃、對應烘烤時間11 h;適當延長精煉時間,實施階梯配鋁等。優化后釩鐵冶煉收率由95.5%提高到96.4%。

采用瓊脂包覆法制備TiO₂納米薄膜及其光催化性能研究

董虹星, 劉秋平, 劉永鋒

2020, 41(4): 18-23. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.004

摘要(171) PDF(2)

摘要:
采用瓊脂包覆法制備TiO₂納米薄膜,并研究所制備的TiO₂納米薄膜的光催化性能。用XRD、BET、FESEM、FTIR、EDX和紫外—可見漫反射光譜等方法對薄膜進行了表征。結果表明,采用瓊脂包覆法可以減小TiO₂的粒徑到20 nm,而采用一般溶膠凝膠法制備的TiO₂晶粒尺寸為30 nm左右。瓊脂包覆法制備的TiO₂薄膜粒子均勻分布,無裂紋。紫外—可見漫反射光譜的結果分析表明,采用瓊脂包覆法制備的TiO₂納米薄膜具有更小的帶隙,120 min內對亞甲基藍的去除率達到71%。且在5次循環處理之后,瓊脂包覆法制備的TiO₂納米薄膜仍然保持很高的活性。依據反應特性對添加了瓊脂的TiO₂形成薄膜的機理進行了探討。

細粒級鈦精礦燒結試驗研究

王禹鍵

2020, 41(4): 24-29. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.005

摘要(270) PDF(6)

摘要:
針對鈦精礦粒度細,電爐冶煉損耗高的問題,著重對細粒級鈦精礦燒結造塊工藝進行了試驗探索與研究。細粒級鈦精礦燒結存在制粒效果差,燃耗高,生產效率低的問題。通過理化檢測及物相分析,確定了鈦精礦燒結的固結機理、燒結基本規律及制粒效果差的原因。優化制粒試驗表明,通過添加熔劑,優化燃料配比及水分,并對鈦精礦進行磨制處理后,鈦精礦燒結混合料制粒效果得到改善。通過降低燒結料層,對磨制后的鈦精礦造球并采用在料面分加燃料的方式進行燒結,燒結技術經濟指標得到顯著改善,鈦精礦燒結+1 mm比例由50.3%提高至89.4%,利用系數由0.177 t/(m²·h)提高至0.712 t/(m²·h)。從燒結試驗結果看,采用該方法進行鈦精礦燒結,燒結過程鈦精礦硫脫除率在40%左右,影響TiO₂品位約3~4個百分點。

燒結鈦精礦氣基還原動力學研究

宋兵, 朱鳳湘, 施明川, 肖軍, 凌鵬, 胡元金

2020, 41(4): 30-35,40. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.006

摘要(161) PDF(4)

摘要:
為揭示燒結鈦精礦氣基還原機理,在CO和N₂體積分數分別為30%和70%的還原氣氛條件下,開展了燒結鈦精礦等溫氣基還原試驗研究,還原溫度分別為800、900、1 000℃,對氣基還原動力學進行了分析。結果表明:燒結鈦精礦中鐵氧化物還原度隨還原溫度和時間增加而增加,整體還原度偏低,還原度接近70%。燒結鈦精礦在800~1 000℃氣基還原大部分時間內(<140 min)受界面化學反應控制,反應活化能為46.97 kJ/mol;反應后期(>140 min)受擴散控制,反應活化能為99.27 kJ/mol。燒結鈦精礦碳熱還原過程物相轉變歷程為:Fe₂TiO₅→Fe₂TiO₄→FeTiO₃。相同還原時間,燒結鈦精礦還原樣品中金屬鐵粒尺寸隨溫度升高從4.46μm增至30.13μm。

鈦對石墨烯增強銅基復合材料耐磨性的影響

鮮勇, 陳德平, 廖婷婷, 丁義超, 王靜, 劉瑤

2020, 41(4): 36-40. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.007

摘要(210) PDF(2)

摘要:
通過基體鈦合金化的方法,熱壓燒結制備石墨烯增強銅基復合材料,采用往復式摩擦磨損測試其耐磨性,X射線衍射(XRD)分析物相,光鏡、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)分析微觀結構和磨損形貌,結果表明:銅/石墨烯界面形成的TiC納米顆粒有利于增強界面結合力。摻有0.25%Ti的復合材料抗磨性能大幅提升,表現出較低的摩擦系數0.25和較小的體積磨損率10.5×10^-5 mm³/(N·m)(僅為純銅材料的22%);但過量的Ti會導致摩擦性能下降。

鎢對TiH₂粉末冶金高溫鈦合金高溫塑性的影響

馬蘭, 楊紹利, 李俊翰, 朱鈺玲

2020, 41(4): 41-47. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.008

摘要(219) PDF(2)

摘要:
采用氫化鈦為原料粉末冶金法制備高溫鈦合金,探究在變形溫度為750~900℃、變形量為50%、應變速率為0.1 s^-1和1 s^-1的壓縮條件下,不同鎢含量對高溫鈦合金高溫塑性的影響。結果表明,合金在高溫壓縮后整體組織類似于網籃組織,α相片層間距明顯減少,晶粒有所細化,應變速率較低時(0.1 s^-1),鎢可提高合金的流變應力。當鎢含量為0.5%時,合金最大流變應力為423.1 MPa;當應變速率較高時(1 s^-1),隨著鎢含量的增加,其流變應力先增加后減少,當鎢含量為0.5%時,合金流變應力最大為505 MPa。

多孔Ti-Al合金材料的制備與性能研究

張美麗, 羅姝淑, 代衛麗, 劉彥峰, 李春, 楊超普

2020, 41(4): 48-53,59. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.009

摘要(270) PDF(4)

摘要:
采用粉末冶金技術,通過元素粉末混合、偏擴散、反應燒結的方法制備多孔Ti-Al合金材料,研究不同的Al粉添加量對其相結構、孔隙形貌、孔隙率、抗壓性能和耐腐蝕性能的影響。研究表明:多孔Ti-Al合金材料在Al含量為5%~15%時,主要平衡相為α-Ti和少量Ti₃Al,具有大小并存的閉孔結構;在Al含量為20%~30%時,主要平衡相為Ti₃Al和少量TiAl,具有相互貫通的開孔結構;隨著Al含量的增加,材料的孔隙率逐漸增大,抗壓強度逐漸減小,耐腐蝕性呈先增大后減小趨勢,在Al含量為20%時,多孔Ti-Al合金材料的孔隙率為26.7%,抗壓強度為63.9 MPa,耐腐蝕性最強。

電磁脈沖成形建筑用鈦合金的組織及性能研究

崔盟軍, 郭青

2020, 41(4): 54-59. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.010

摘要(137) PDF(2)

摘要:
采用不同工藝參數進行了建筑用Ti-6Al-4V-0.5Cr新型鈦合金的電磁脈沖成形試驗,同時進行了試驗合金顯微組織和力學性能的測試與分析。結果表明,采用電磁脈沖成形可獲得性能較佳的試驗合金,合金抗拉強度可達962 MPa、屈服強度可達891 MPa、斷后伸長率可達14.5%。隨放電電壓從10 kV變大到20 kV或線圈間距從4 mm增至10 mm,試驗合金的組織先細化后粗化,力學性能先提高后下降。與10 kV偏低的放電電壓相比,當采用15 kV放電電壓時試驗合金的抗拉強度增大14 MPa、屈服強度增大11 MPa,斷后伸長率減小1.2%。與線圈間距4 mm相比,采用7 mm線圈間距時試驗合金的抗拉強度增大11 MPa、屈服強度增大9 MPa,斷后伸長率減小0.8%。

WC對TiC基金屬陶瓷顯微組織和力學性能的影響

孫青竹, 陳敏, 張雪峰, 王海波

2020, 41(4): 60-64. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.011

摘要(182) PDF(3)

摘要:
結合BSE顯微組織觀察、EDS能譜分析、XRD物相分析和力學性能測試,研究了WC添加劑含量對TiC基金屬陶瓷顯微組織和力學性能的影響規律。結果表明,添加WC后TiC基金屬陶瓷的硬質相包括白芯—灰環結構和黑芯—灰環結構,均為面心立方晶體結構。WC含量的增加有利于促進TiC基金屬陶瓷顯微組織中白芯—灰環結構的形成,進而提高材料的力學性能。但是隨著WC含量的增加,溶解到粘結相中的碳化物含量增多,降溫階段析出的灰色環相厚度增加明顯,脆性包覆環相不利于材料力學性能的提高。當WC含量為6%時TiC基金屬陶瓷的力學性能最佳。

基于機械振動的釩基儲氫汽車電池合金制備及性能研究

孫成寧, 黃偉, 張軍超

2020, 41(4): 65-69. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.012

摘要(141) PDF(3)

摘要:
在澆注過程中引入不同振動頻率和振動時間的機械振動,制備了V₃TiNi_0.56釩基儲氫汽車電池合金試樣,并與未經機械振動制備試樣進行了耐腐蝕性能、充放電循環穩定性和顯微組織的對比分析。結果表明:機械振動可明顯細化合金的晶粒、改善內部組織,提高合金的耐腐蝕性能和充放電循環穩定性。隨振動頻率從20 Hz增大到60 Hz、振動時間從5 s延長到35 s時,合金的內部晶粒均先細化后粗化、耐腐蝕性能和充放電循環穩定性均先提高后下降。與未經機械振動的試樣相比,在澆注過程中引入振動頻率40 Hz、振動時間20 s機械振動而制備的合金腐蝕電位正移93 mV、放電容量衰減率減小22個百分點。

Ti-Mo鐵素體鋼納米粒子析出行為研究現狀

黃耀

2020, 41(4): 70-75. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.013

摘要(144) PDF(4)

摘要:
通過文獻調研的方法,對納米相鐵素體鋼的成分、工藝和力學性能研究動態進行了歸納,分析了不同Ti系、Ti-Mo系和Ti-Nb系的成分含量、終軋溫度、冷卻速率、卷取溫度和等溫時間等變量對鋼中組織、納米粒子行為和力學性能的影響;對鐵素體鋼中納米相相間析出行為觀察研究動態進行了分析;對納米粒子相間析出行為的臺階機制、溶質拖曳消耗理論和超級臺階機制進行了對比分析,分析了3個模型機理的優點與缺點。最終提出在納米尺度設計高度有序的復合析出納米顆粒析出是開發超高性能穩定的納米結構工程鋼材的新途徑。

電子束氣相沉積的研究進展

賴奇, 李俊翰, 吳恩輝, 崔晏, 李亮, 廖先杰

2020, 41(4): 76-81. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.014

摘要(494) PDF(14)

摘要:
介紹了電子束真空氣相沉積(EBPVD)鍍膜技術的優點、國內外發展現狀,并對其關鍵技術:材料的高速電子束蒸發過程在真空和工藝參數控制下的物質的沉積、成分和組織結構的控制等方面進行了分析。簡要論述了其硬件條件,以便為鋼鈦復合材料的制備提供解決思路。

氣淬高爐熔渣粒化性能研究

王麗麗, 張玉柱, 客海濱, 龍躍

2020, 41(4): 82-86. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.015

摘要(192) PDF(8)

摘要:
通過試驗研究了不同氣流速度及熔渣黏度對氣淬高爐熔渣粒化性能的影響,包括平均粒徑、粒徑分布及成珠率。結果表明:氣淬高爐渣粒徑主要分布在1~3 mm;隨氣流速度增加,渣粒平均粒徑減小,成珠率先增加后降低,<3 mm粒徑比例逐漸增加;隨黏度增加,渣粒平均粒徑增加,成珠率降低,<3 mm粒徑比例有所減少;最佳氣流速度為550 m/s,低黏度有利于提高粒化性能。氣流速度增加不穩定波增強且液絲變細容易破碎,液滴平均粒徑降低,但換熱效果增強,導致容易形成纖維,所以成珠率先增加后降低;黏度增加不穩定波降低且液絲變粗不容易破碎,液滴平均粒徑增加,成珠率下降。

含TiC爐渣除鐵試驗研究

王東生

2020, 41(4): 87-91. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.016

摘要(136) PDF(2)

摘要:
含碳化鈦爐渣是含鈦高爐渣碳熱還原的產物,渣中含Fe 1.7%~3.2%。采用SEM分析和試驗研究等方法,進行了含TiC爐渣的除鐵試驗研究。SEM分析結果表明含TiC爐渣中Fe的顆粒尺寸較大,可達150μm,在Fe邊部粘連少量TiC;進一步的針對細粒級和粗粒級兩種不同規格型號的含碳化鈦爐渣,分別進行了濕法和干法磁選除鐵試驗,結果表明:細粒級含TiC爐渣的濕法除鐵效果優于干法除鐵效果,但渣中Fe的去除率仍然較低,最高只有54%;粗粒級含TiC爐渣通過磁選,大部分金屬Fe與渣中的TiC可以有效分離,采用干法除鐵,在0.06 T的磁場強度下,Fe的去除率可達到99%以上,TiC的收得率為86.2%。

鈦渣酸解尾氣S含量研究

王海波, 羅志強, 吳小平, 馬維平, 王斌, 邢慧晉

2020, 41(4): 92-96. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.017

摘要(124) PDF(6)

摘要:
針對某鈦白粉廠鈦渣酸解尾氣中S含量超標問題,對比分析了鈦礦及鈦渣原料中S含量,利用硫酸模擬了不同酸解條件下尾氣中S含量變化規律,開展了鈦渣酸解工藝對酸解尾氣S含量影響規律驗證試驗。結果表明:鈦渣S含量0.10%低于鈦礦中S含量0.15%,現場鈦渣酸解尾氣中的S主要來源于硫酸;在模擬試驗中,隨著硫酸濃度的增加,尾氣中S含量逐漸降低且降低幅度逐漸減少;隨著溫度的增加,尾氣中S含量逐漸增加且增加幅度減少;在鈦渣酸解工藝驗證試驗中,隨著反應酸濃度由92%降低至84%,反應最高溫度由226℃降低至186℃,酸解率由93.19%降低至90.78%,尾氣中S含量由0.55 g降低至0.09 g,S來源于硫酸占比由91.1%降低至44.4%,在研究的反應酸渣比下,酸渣比對尾氣中S含量基本無影響。

釩鈦磁鐵礦尾礦的活化及用作水泥混合材的試驗研究

劉海軍, 趙麗麗

2020, 41(4): 97-102. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.018

摘要(137) PDF(2)

摘要:
利用機械活化及化學活化的方法,提高了尾礦的反應活性,并研究了活化方式對尾礦結構及反應活性的影響,分析了活化條件和尾礦摻入量對水泥砂漿力學強度的影響。結果表明:鈣鐵榴石是該尾礦的主要礦物,它具有優良的化學結構穩定性,從而導致尾礦的膠結性能較差。采用球磨時間5 h或以石灰為激發劑的條件,可明顯提高尾礦的反應活性。機械活化的效果明顯優于化學活化,摻入35%尾礦(球磨5 h后)的水泥砂漿性能達到了GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》中42.5 R復合硅酸鹽水泥的標準。本研究為釩鈦磁鐵礦尾礦用作綠色水泥混合材提供了理論依據。

脫磷劑對高磷鐵礦球團氣化脫磷的影響

郭園征, 李杰, 李飛, 李大亮, 劉文強, 程揚

2020, 41(4): 103-107,114. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.019

摘要(193) PDF(3)

摘要:
高磷鐵礦由于磷含量過高,限制其大規模開發利用。通過XRD衍射儀分析高磷鐵礦中磷的賦存狀態,并基于FactSage7.2熱力學計算結果的基礎,采用配料造球、球團焙燒等手段,探究不同脫磷劑SiO₂和CaCl₂對高磷鐵礦球團氣化脫磷的影響。結果表明:高磷鐵礦中磷的存在形式為Ca₅(PO₄)₃,加入脫磷劑后氣化脫磷開始反應溫度降低至815℃,在溫度1 250℃,配碳5%的條件下,加入SiO₂和CaCl₂配比分別為0.8%、1.6%作為混合脫磷劑,氣化脫磷效果最佳,脫磷率達22.1%。為高磷鐵礦在球團焙燒過程中氣化脫磷提供了新思路。

小方坯結晶器電磁攪拌模擬研究

李曜光, 王宏斌, 白雪松, 孫彥輝, 張明海, 賈建平

2020, 41(4): 108-114. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.020

摘要(218) PDF(4)

摘要:
以小方坯結晶器電磁攪拌為研究對象,利用ANSYS有限元分析軟件建立了小方坯結晶器電磁攪拌的三維數學模型。討論了不同工藝參數下,電磁感應強度及電磁力的大小和分布規律。結果表明:結晶器銅管溫度對結晶器電磁感應強度有明顯的影響;在攪拌器中心軸線方向,電磁感應強度呈現“中間大,兩頭小”的分布規律,而在攪拌器中心橫截面徑向方向,電磁感應強度和電磁力都呈現“中間小,兩頭大”的分布規律;當頻率一定時,電磁感應強度以及電磁力都隨著電流的增大而增大;當電流強度一定時,電磁感應強度隨著頻率的增大而減小,而電磁力隨著頻率的增大而增大。

溶質元素對X80管線鋼碳氮化物析出行為的影響

馮乾, 曾亞南, 李俊國, 唐國章

2020, 41(4): 115-120. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.021

摘要(147) PDF(4)

摘要:
為了明晰X80管線鋼凝固過程中析出物粒子析出規律。采用Thermo-calc軟件對X80管線鋼凝固過程中奧氏體、鐵素體相轉變溫度,析出物類型,析出物開始析出溫度與析出相最大質量分數進行熱力學分析。計算結果表明:X80管線鋼凝固過程析出相主要包括MnS相、AlN相、鐵素體相及奧氏體相、富鈦相碳氮析出相、富鈮相碳氮析出相與碳化釩析出相。富鈦相碳氮析出相析出溫度為1 390℃,質量分數為1.2×10^-4,析出相隨C元素和Nb元素的含量增加而受到抑制。N元素和Ti元素含量增加會促進富鈦相碳氮析出相生成,V元素質量分數增量對富鈦相碳氮化物無明顯規律。富鈮相碳氮析出相在1 110℃析出,質量分數為1.3×10^-3,隨C元素和Nb元素的含量增加,促進富鈮相碳氮析出相析出。增加N元素與Ti元素含量抑制富鈮相碳氮析出相析出,V元素對富鈮相碳氮化物無明顯影響規律。碳化釩析出相析出溫度為596℃,析出相質量分數為4.59×10^-5,增加C元素和V元素含量利于碳化釩相析出,Nb元素含量增加對碳化釩相起到一定抑制作用。

Mn對超低碳Ti微合金化SM490A鋼顯微組織與力學性能的影響

秦翔智, 呂遠, 謝國慶, 亓海全

2020, 41(4): 121-124. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.022

摘要(227) PDF(2)

摘要:
某鋼鐵聯合企業采用Ti微合金化開發超低碳SM490A鋼過程中,出現了因Mn含量不同帶來的強度波動超標問題,為此分析了Mn對超低碳Ti微合金鋼組織與力學性能的影響。數據表明,在0.07%C+0.06%Ti成分保持基本一致的情況下,Mn含量由0.4%提高到0.8%,鋼的力學性能明顯提高,屈服強度提高約161 MPa,抗拉強度提高約142 MPa,斷后延伸率略有降低。Mn含量提高后,鋼的基體組織未發生明顯改變(均為鐵素體+珠光體),但鐵素體晶粒度由9.5級提高到11~11.5級,依據Hall-Petch公式計算對應的強度增量約為44 MPa和61 MPa,再結合Mn對轉變點降低引起位錯密度提高、[Si]和[Mn]置換固溶強化帶來的共計約35 MPa的強度增量,可推測因Wagner相互作用Mn元素引起TiC第二相強化增量的改變約為65~82 MPa,由電鏡照片可見Mn含量提高后TiC的體積分數提高約3倍,粒子尺寸約10 nm,利用第二相強化公式進行估算可知,與上述結果吻合良好。由分析結果可以推斷,實際生產過程中,可以通過調整Mn含量實現對微合金鋼的強度調控,無疑對微合金鋼的發展具有較好的推動作用。

高強度管線鋼鈮、鈦元素回溶規律研究

任毅, 高紅, 劉文月, 張帥, 王爽

2020, 41(4): 125-129. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.023

摘要(130) PDF(2)

摘要:
采用電解相分析試驗方法,開展高強度管線鋼鈮鈦碳氮化物回溶研究,同時采用簡化處理方法進行相關回溶與析出的熱力學計算,研究高Nb管線鋼中高含量Nb元素和Ti元素回溶規律。結果表明:高Nb管線鋼在1 180~1 280℃區間加熱,鈮、鈦實際回溶量都不同程度地低于理論回溶量;溫度低于1 250℃時,隨加熱時間的延長和溫度的升高鈮回溶效果明顯;1 250℃加熱2.5 h左右,即可使鈮元素回溶90%以上,達到近完全回溶效果,Ti實際回溶較少,僅11%,鈦元素形成的鈦碳氮化物,具有良好的穩定性。

高速鋼的碳化物控制研究

梁偉, 李晶, 史成斌, 張杰

2020, 41(4): 130-138. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.024

摘要(366) PDF(11)

摘要:
通過對高速鋼的類型、生產工藝和發展現狀等進行概述,重點針對高速鋼中的碳化物及其影響,結合國內外研究現狀,闡述了以熔煉工藝為主的高速鋼生產流程中的電渣重熔過程、熱加工變形過程、熱處理過程、深冷處理及變質處理等對高速鋼碳化物的影響。并通過總結熔煉高速鋼中碳化物控制的關鍵因素,提出適當降低電渣重熔熔速,嚴格控制鍛造和軋制的加熱溫度和保溫時間,優化熱處理加熱溫度范圍和冷卻方式,并在傳統工藝上增加深冷處理和添加變質劑,以有效控制鋼中大尺寸碳化物,進而為生產高質量高性能的高速鋼奠定基礎。

熱處理工藝對1000MPa級含釩高強鋼組織和性能的影響

張功庭, 唐荻, 鄭之旺, 趙征志

2020, 41(4): 139-144. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.025

摘要(293) PDF(5)

摘要:
對成分為0.24%C-1.5%Si-2.0%Mn-0.16%V的冷軋試驗鋼,經780℃兩相區退火后進行350~480℃不同溫度下等溫淬火和380℃等溫60~1 200 s不同時間熱處理對比試驗,結合力學性能、顯微組織、XRD分析,研究了熱處理工藝對試驗鋼組織和性能的影響。結果表明,試驗鋼在780℃兩相區退火180 s后,經380℃等溫淬火處理360 s,可獲得抗拉強度1 029 MPa、強塑積20.1 GPa·%、加工硬化指數0.22的良好綜合性能。提高或降低等溫溫度均使其強度升高,延伸率降低;而延長等溫時間至1 200 s,其強度及延伸率變化不大,但出現明顯屈服平臺。等溫淬火溫度及時間對殘余奧氏體體積分數具有重要影響,在350~410℃范圍內提高等溫淬火溫度,碳原子擴散能力提高,使殘余奧氏體含量從2.58%增大到3.86%;而更高的等溫淬火溫度下,由于馬氏體相變被抑制,發生貝氏體相變,殘余奧氏體迅速下降;等溫淬火時間超過180 s完成碳原子向奧氏體擴散富集,使其殘余奧氏體穩定在3.5%左右。

退火工藝對1180MPa級雙相鋼顯微組織和力學性能的影響

甄維靜, 陳俊東, 李永亮, 王福明

2020, 41(4): 145-149. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.026

摘要(157) PDF(2)

摘要:
利用Gleeble 3500熱模擬試驗機、場發射掃描電鏡和透射電鏡等設備研究了兩相區退火工藝對超高強雙相鋼DP1180顯微組織和力學性能的影響。結果表明:760℃以下退火時,冷軋鋼板主要發生退火軟化現象,屈服強度顯著降低,但此時馬氏體含量增加并不明顯;當退火溫度提高至800℃以上時,由于過度奧氏體化,過冷奧氏體中C含量降低,導致過冷奧氏體的穩定性變差,生成大量貝氏體,鋼的強度隨著溫度的提高而降低;為確保試驗鋼的綜合力學性能,退火區間選在760~800℃最佳,可以獲得細小而均勻的顯微組織。

預應變與烘烤溫度對低碳鋼和雙相鋼組織性能的影響

鄺春福

2020, 41(4): 150-156. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.027

摘要(350) PDF(3)

摘要:
研究了預應變和烘烤溫度對低碳鋼和雙相鋼微觀組織演變和烘烤硬化性能的影響。將低碳鋼和雙相鋼加熱至800℃保溫90 s后再緩冷至680℃,隨即快速冷卻至300℃進行過時效處理以模擬連續退火工藝,最終分別獲得鐵素體—滲碳體和鐵素體—馬氏體組織,然后進行預應變和烘烤處理以測量其BH值。結果表明,對于低碳鋼,在0%~8%范圍內,隨著預應變增加,BH值明顯提高;預應變為8%時,BH值達到最大值65 MPa。對于雙相鋼,隨著預應變增加,BH值先提高后降低;預應變為1%時,BH值達到最大值79 MPa。在140~300℃范圍內,隨著烘烤溫度提高,在鐵素體中形成的Cottrell氣團和碳化物數量增加,低碳鋼和雙相鋼的BH值均明顯提高;烘烤溫度為300℃時,低碳鋼和雙相鋼BH值分別達到最大值71 MPa和148 MPa。對于低碳鋼,烘烤后拉伸曲線均出現明顯的屈服平臺。對于雙相鋼,在140~170℃范圍內,烘烤后工程應力—應變曲線仍保持連續屈服狀態;在210~300℃范圍內,烘烤后拉伸曲線均出現明顯的屈服平臺。

低溫回火下冷拔珠光體鋼絲組織和性能的研究

胡亞楠

2020, 41(4): 157-161. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.028

摘要(240) PDF(7)

摘要:
利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀,并結合常規力學檢測手段,研究了冷拔珠光體鋼絲經200~300℃低溫回火后組織和性能的變化,探究了冷拔珠光體鋼絲在低溫回火過程中的強韌化機理。結果表明:冷拔珠光體鋼絲的滲碳體片層呈非連續狀,且在拉拔和回火過程中均存在納米滲碳體析出行為。經過低溫回火后,冷拔鋼絲的強度和延展性均提高,但隨著回火溫度的提高,其強度小幅度降低,而延展性進一步提高。材料的強度變化主要是由于位錯強化效應所致,而延展性提高是由于新析出的納米滲碳體顆粒可以通過旋轉和滑動降低拉伸過程中的應力集中。

熱鍍鋅耐指紋板抗腐蝕性能影響因素研究

胡華東, 亢業峰, 查凱, 董立華

2020, 41(4): 162-167. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.029

摘要(204) PDF(5)

摘要:
通過大量的生產驗證和試驗來尋找耐指紋板抗腐蝕性能的影響因素。結果表明,熱鍍鋅耐指紋板的抗腐蝕性能主要與烘干溫度、膜厚、粗糙度和PC值、固化時間有關,在檢驗和加工過程中的沖壓和劃傷對皮膜的抗腐蝕性能也存在影響;建立了烘干溫度、膜厚、基材的粗糙度和PC值、固化時間與耐蝕性的對應關系,規避了檢驗和加工過程中可能造成的沖壓和劃傷,使耐腐蝕性指標滿足技術要求,保證熱鍍鋅耐指紋抗腐蝕性能的穩定性。目前山東日照公司已具備穩定批量供貨能力,出口比利時等歐洲國家。

氧煤燃燒熔分爐熔煉性能優化分析

孔征, 趙凱, 師學峰, 張巧榮, 石焱, 張曉華

2020, 41(4): 168-176. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2020.04.030

摘要(155) PDF(3)

摘要:
以某公司研發的氧煤燃燒熔分爐為研究對象,基于VOF多相流模型和Realizable k-ε模型對熔分爐熔池區域氣液兩相流進行數值模擬計算。對標準工況下不同氧槍浸入深度、氧槍直徑和氧槍傾斜角度對熔分爐熔煉性能的影響進行單因素變量、矩陣分析以及權重計算并最終達到優化熔池熔煉性能的目標,其中選取熔池平均速度、熔池平均湍動能和熔體氣含率作為熔池區域熔煉性能的判斷依據。根據試驗結果并計算得出氧槍最優結構參數為:氧槍浸入深度70 mm、氧槍直徑22 mm、氧槍傾斜角度22°,且各參數對熔分爐熔煉性能影響程度大小為:氧槍直徑>氧槍傾斜角度>氧槍浸入深度。優化后的熔分爐工況平均攪拌速度提高9.13%,熔池平均湍動能提高7.43%,熔池氣含率提高了8.32%。

留言板

2020年第41卷第4期

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