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溫婧, 夏甫哈提·艾日肯江?, 姜濤

2021, 42(1): 1-7. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.001

摘要(640) HTML (106) PDF(60)

摘要:
目前傳統(tǒng)的提釩工藝仍以制備鋼鐵和化工行業(yè)的釩產(chǎn)品為主，為進一步促進釩產(chǎn)品深加工，提出含釩浸出液原位制備高附加值含釩材料VS₄的新技術(shù)，該產(chǎn)品可用于儲能和催化等領(lǐng)域。以釩鉻渣為原料，分別以不同焙燒、浸出工藝所得含釩浸出液為釩源，硫代乙酰胺為硫源制備了VS₄產(chǎn)品，并對其物相和微觀形貌進行表征。結(jié)果表明，釩鉻渣鈉化焙燒水浸工藝和鈣化焙燒碳酸鈉浸出工藝所得含釩浸出液均可作為含釩母液原位轉(zhuǎn)化VS₄，但鈉化焙燒水浸工藝由于焙燒過程中生成硅酸鈉、鉻酸鈉等產(chǎn)物導(dǎo)致浸出液中含大量鈉、硅、鉻等雜質(zhì)離子，所得VS₄產(chǎn)品純度較低。而鈣化焙燒碳酸鈉浸出工藝中由于鈣鹽對釩的選擇性鈣化效應(yīng)，浸出過程釩鉻分離效率很高，所得VS₄產(chǎn)品純度較高，且與分析純偏釩酸鈉為釩源制備的VS₄具有相似的形貌。該工藝不僅實現(xiàn)了釩鉻渣的增值利用，更顯著縮短了含釩材料VS₄的制備流程。

氯化法制備高純五氧化二釩技術(shù)研究進展

李卓臣, 杜光超, 范川林, 朱慶山

2021, 42(1): 8-15, 92. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.002

摘要(1580) HTML (340) PDF(266)

摘要:
隨著全釩液流電池等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，作為關(guān)鍵原料的高純五氧化二釩，其需求日益增加。在高純五氧化二釩的眾多制備工藝中，氯化法因具有高效清潔、選擇性高、產(chǎn)品純度高等顯著優(yōu)勢受到越來越多的關(guān)注。針對氯化法制備高純五氧化二釩的三個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)：釩原料氯化過程的熱力學(xué)、動力學(xué)和氯化工藝、粗三氯氧釩精制以及三氯氧釩轉(zhuǎn)化制備五氧化二釩的研究進展結(jié)合相關(guān)文獻進行系統(tǒng)評述，其中二次釩資源的高效利用，粗三氯氧釩選擇性水解四氯化鈦以及三氯氧釩催化氧化制備高純五氧化二釩是各環(huán)節(jié)未來的發(fā)展方向，此外，開展氯化法制備高純五氧化二釩的中間試驗及關(guān)鍵裝備技術(shù)的開發(fā)是未來實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的重點及難點。

超細VO₂粉體的超聲噴霧熱解裝置優(yōu)化及試驗研究

辛亞男, 彭穗, 劉波

2021, 42(1): 16-23. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.003

摘要(713) HTML (187) PDF(74)

摘要:
針對噴霧熱解過程，采用計算流體力學(xué)（CFD）方法對其裝置進行了設(shè)計優(yōu)化，通過對比分析，對管式爐的進出口段進行保溫優(yōu)化來改善管內(nèi)溫度和速度場分布不均的問題；設(shè)計搭建了超聲噴霧熱解裝置，并通過試驗考察了不同的前驅(qū)體溶液、前驅(qū)體濃度、熱解溫度對于產(chǎn)物粒徑和形貌的影響。結(jié)果表明：草酸氧釩溶液超聲熱解后的產(chǎn)物主要為V₂O₃，而硫酸氧釩及二氯氧釩熱解后的產(chǎn)物為藍黑色VO₂顆粒；隨著硫酸氧釩前驅(qū)體濃度的增加，大顆粒粉體明顯增多，顆粒粒徑大于100 nm；二氯氧釩熱解后的VO₂顆粒以二次粒子和一次粒子的形式存在，隨著熱解溫度和前驅(qū)體濃度的提高，顆粒分散性明顯提高，小粒徑顆粒增加，粒徑基本在100 nm左右。

廢SCR脫硝催化劑釩、鈦、鎢選擇性分離研究

張振全, 趙備備, 李蘭杰, 董自慧, 白瑞國, 王海旭

2021, 42(1): 24-31. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.004

摘要(903) HTML (375) PDF(74)

摘要:
分別采用NaOH、HCl浸出廢SCR催化劑，碳酸鈉焙燒-水浸廢SCR催化劑選擇性分離鈦。試驗表明：碳酸鈉焙燒-水浸廢催化劑可實現(xiàn)鈦與釩、鎢高效分離。較優(yōu)工藝條件：焙燒溫度850 ℃，焙燒時間3 h，碳酸鈉與廢催化劑質(zhì)量比為1.3，浸出溫度95 ℃，浸出時間1 h，攪拌速度500 r/min。V、As、W的浸出率分別為52.26%，98.24%和99.9%。采用硫酸浸出廢SCR催化劑鈉化焙燒渣實現(xiàn)高效提取鈦。工藝條件：上述較優(yōu)條件焙燒渣，40%硫酸，液固比4∶1，浸出溫度90 ℃，浸出時間3 h，攪拌速度500 r/min。鈦的浸出率為93.4%。采用自生晶種水解法制備偏鈦酸，鈦水解率為94.05%，偏鈦酸純度為94.07%。

攀西鈦礦球團焦?fàn)t煤氣還原研究

葉恩東, 劉娟, 胡元金

2021, 42(1): 32-37. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.005

摘要(472) HTML (133) PDF(31)

摘要:
針對攀西鈦精礦粒度細、直接入爐冶煉鈦渣難的問題，提出細粒級鈦礦制備鈦礦球團，鈦礦球團焦?fàn)t煤氣還原，并與細粒級鈦精礦開展對比試驗研究。結(jié)果表明：鈦礦球團通過預(yù)焙燒后出現(xiàn)微裂紋和孔洞，有利于氣相還原反應(yīng)的進行，當(dāng)還原溫度在950 ℃時，鈦礦球團焦?fàn)t煤氣還原4 h后，金屬化率可達85%以上，還原過程中鈦礦球團物相結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，其主要物相由鐵板鈦礦相變成金屬鐵相、金紅石相和少量鈦鐵礦相；隨著反應(yīng)進行鈦礦球團中金屬Fe逐漸顯現(xiàn)、呈星點狀分布、隨之長大，最后連接成片。為攀西細粒級鈦精礦冶煉鈦渣提供了一定理論支撐。

航空材料用高純五氧化二釩工藝技術(shù)研究

劉超, 李海軍, 朱建巖, 胡志偉

2021, 42(1): 38-42. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.006

摘要(852) HTML (213) PDF(54)

摘要:
針對低品位釩渣生產(chǎn)高純五氧化二釩工藝的生產(chǎn)流程，從提高釩回收率、降低生產(chǎn)資源及能源消耗、提高多釩酸銨品位、提高五氧化二釩品位、降低產(chǎn)品雜質(zhì)等多方面進行了系統(tǒng)性研究，使釩渣轉(zhuǎn)換率達到86%以上，多釩酸銨品位達到89.5%以上，五氧化二釩品位達到99%以上，各項雜質(zhì)含量和高密度金屬夾雜物控制等達到高端客戶美國大型跨國集團肯納、雷丁鈦合金企業(yè)的要求。

金紅石納米二氧化鈦在涂料中的應(yīng)用

吳健春

2021, 42(1): 43-49. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.007

摘要(823) HTML (607) PDF(127)

摘要:
利用透射電鏡（TEM）對納米二氧化鈦的形貌和粒度進行分析后，將納米二氧化鈦制成乳膠漆、汽車漆、家具漆和防腐漆，對其進行耐候性、隨角異色等性能分析。結(jié)果表明，金紅石納米二氧化鈦可大幅度提高乳膠漆的耐候性、耐水性、耐堿性和耐洗刷性能，可提高家具漆和防腐漆的耐候性；納米二氧化鈦和鋁粉配合制成的汽車漆具有隨角異色效果，二氧化鈦的粒度對其隨角異色性能有很大影響，平均粒徑為280 nm的普通顏料鈦白改性鋁粉漆無隨角異色效果，平均粒徑為35 nm的納米二氧化鈦改性鋁粉漆有顯著的隨角異色效果，并且隨納米二氧化鈦加量的增加，其不同角度的顏色差異增大。

熱處理工藝對鈦合金油管組織與性能的影響

李周波, 趙勇, 高盟召, 黃曉江, 苑清英

2021, 42(1): 50-54. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.008

摘要(424) HTML (118) PDF(20)

摘要:
通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、拉伸試驗機、沖擊試驗機等手段研究了不同熱處理工藝對鈦合金油管組織和性能的影響。結(jié)果表明：固溶溫度對鈦合金油管的晶粒形態(tài)和各相占比產(chǎn)生較大的影響。在α+β兩相區(qū)固溶處理，隨著固溶溫度的升高，α相的占比下降；在850 ℃固溶1 h水冷+550 ℃時效2 h空冷熱處理工藝下獲得了雙態(tài)組織，可實現(xiàn)鈦合金油管的高強韌性匹配，綜合性能優(yōu)異，滿足SY/T 6896.3標(biāo)準(zhǔn)對110ksi鋼級鈦合金油管的要求。

TiO₂對礦渣棉高溫熔體黏度和結(jié)構(gòu)的影響

盧曦, 龐焯剛, 張連增, 邢相棟, 高銘, 寧順利

2021, 42(1): 55-59. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.009

摘要(364) HTML (130) PDF(40)

摘要:
為了研究TiO₂含量的變化對礦渣棉高溫熔體黏度的影響，以CaO–MgO–Al₂O₃–SiO₂–TiO₂五元渣系為研究對象，采用內(nèi)柱體旋轉(zhuǎn)法，系統(tǒng)研究了酸度系數(shù)為1.4時礦渣棉高溫熔體的黏度變化規(guī)律，并結(jié)合拉曼光譜分析，探索了熔渣結(jié)構(gòu)的變化特性。結(jié)果表明：當(dāng)TiO₂含量從1%增加至4%時，熔體黏度逐漸降低，黏流活化能由170.45 kJ/mol降至158.62 kJ/mol。當(dāng)溫度高于1 350 ℃時，樣品黏度均低于1.5 Pa·s，流動性良好。同時，熔體內(nèi)硅氧四面體結(jié)構(gòu)中的Q⁰和Q¹不斷增加，而Q²和Q³逐漸降低，平均橋氧數(shù)由1.69降至0.95，熔體結(jié)構(gòu)聚合度減小。Ti–O鍵不斷增多，降低了熔體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

HCl和H₂SO₄對金紅石二氧化鈦包硅效果的影響研究

劉嬋, 路瑞芳, 楊芳, 程曉哲

2021, 42(1): 60-64. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.010

摘要(341) HTML (92) PDF(20)

摘要:
選擇硅酸鈉作為氯化法金紅石鈦白的包硅原料，首先研究了包膜過程中調(diào)節(jié)pH的鹽酸加量與包膜后鈦白粉顏料性能的關(guān)系，結(jié)果表明隨著鹽酸加量的增加鈦白粉亮度、白度L值和藍光白度等顏料性能指標(biāo)降低，但Scx和b值等藍相指標(biāo)則逐漸改善。其次對比分析了包硅過程中硫酸和鹽酸兩種不同酸體系中鈦白粉二氧化硅膜層均勻致密性、顏料性能和應(yīng)用性能的差距，明確了硫酸體系的二氧化硅膜層均勻致密性更好、光澤度更高，而鹽酸體系的藍相更優(yōu)。

鈷摻雜高鈦型高爐渣光催化材料制備及性能優(yōu)化

霍紅英, 鄒敏

2021, 42(1): 65-69. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.011

摘要(510) HTML (136) PDF(33)

摘要:
為了實現(xiàn)以非提鈦方法對高鈦型高爐渣的綜合利用，利用其含TiO₂可制備光催化劑的特點，以攀鋼高鈦型高爐渣摻雜硝酸鈷為原料，采用液相法摻雜并燒結(jié)制備摻雜Co的光催化劑，在紫外光下，考察了煅燒溫度、摻雜量及煅燒時間對模擬污染物亞甲基藍溶液降解率的影響。結(jié)果表明：在煅燒溫度600 ℃、Co-Ti質(zhì)量摻雜比（w(Co): w(Ti)）0.03、煅燒時間2 h時，制備的摻雜Co光催化劑降解率達到89.0%，比未摻雜之前提高了32.4%。

Ta元素對TA23合金顯微組織及腐蝕性能的影響

桑彪, 韓汶武, 李樂, 王啟

2021, 42(1): 70-74. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.012

摘要(471) HTML (116) PDF(37)

摘要:
利用金相顯微鏡、X射線衍射儀、顯微硬度儀和電化學(xué)工作站研究了微量Ta元素對TA23合金顯微組織、物相、維氏硬度及腐蝕性能的影響。結(jié)果表明，加入Ta元素之后，初生α相比例有不同程度的增大，且次生α相比例明顯減少；對含Ta雙態(tài)組織TA23合金進行X射線衍射譜分析發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)新的衍射峰，即合金中無新相生成。當(dāng)合金中Ta含量為0.5%時，（10-11）α的峰強度明顯增高，織構(gòu)更明顯；通過顯微硬度測試發(fā)現(xiàn)雙態(tài)組織TA23合金的硬度出現(xiàn)下降，這主要是Ta元素加入后，合金中塑性較好的初生α相比例增大導(dǎo)致。對雙態(tài)組織TA23合金進行動電位極化曲線測試，發(fā)現(xiàn)加入微量Ta元素之后合金的自腐蝕電位增高，自腐蝕電流密度下降，耐腐蝕性能提高，Ta元素的加入降低了鈦合金的陽極活性。當(dāng)Ta含量為0.5%時，初生α晶粒尺寸增大，減少了腐蝕原電池的形成，提高了鈦合金在海水中的耐腐蝕性能。

改性活性炭吸附燒結(jié)煙氣中氮氧化物的研究

蔡建宇, 彭兆豐, 宋麗云, 侯環(huán)宇, 李堅

2021, 42(1): 75-82. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.013

摘要(1181) HTML (308) PDF(55)

摘要:
以煤質(zhì)活性炭為原料，制備了碳酸鉀（K₂CO₃）改性活性炭，模擬燒結(jié)煙氣條件，考察了其在有SO₂、CO₂和O₂條件下的NO_x吸附效果。試驗表明：0.65 mol/L K₂CO₃改性活性炭的NO_x吸附量最高，120 ℃時NO_x吸附量可達15.17 mg/g，較原樣提高了20倍以上；隨著吸附溫度的升高，NO_x飽和吸附量有所下降，穩(wěn)定在13.70～13.97 mg/g；由于SO₂吸附后生成穩(wěn)定硫酸鹽難以脫除，影響了活性炭的加熱再生效果。該吸附劑適用于移動床吸附處理燒結(jié)煙氣。

燒結(jié)煙氣脫硫石膏CO/H₂還原脫硫試驗研究

左大文, 鞏磊, 韋杰, 鄧波, 邵興, 楊世山

2021, 42(1): 83-92. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.014

摘要(348) HTML (128) PDF(33)

摘要:
通過熱力學(xué)軟件Factsage7.3對CO/H₂還原CaSO₄進行熱力學(xué)平衡計算。計算得到CO/H₂還原CaSO₄生成CaO和SO₂的最佳理論條件為：反應(yīng)溫度1100 ℃以上、摩爾比n(CO)∶n(CaSO₄)=n(H₂)∶n(CaSO₄)=1，過高或過低的還原劑摩爾比均不利于CaSO₄的還原脫硫，同時溫度越高越有利于CaSO₄的CO / H₂還原脫硫。根據(jù)Factsage7.3計算結(jié)果，以N₂作為混合氣體，在高溫爐中進行了15 g燒結(jié)煙氣脫硫石膏的CO/H₂還原脫硫試驗，考察CO/H₂濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、還原氣體流量對脫硫石膏CO/H₂還原脫硫的影響。結(jié)果表明：有利于脫硫石膏CO還原脫硫的最佳條件為CO濃度5%、反應(yīng)溫度1050 ℃、反應(yīng)時間30 min、氣體流量5 L/min；有利于脫硫石膏H₂還原脫硫的最佳條件為H₂濃度8%、反應(yīng)溫度1050 ℃、反應(yīng)時間30 min、氣體流量為5 L/min，且CO分解還原脫硫效果較H₂還原脫硫的效果要好。試驗發(fā)現(xiàn)在900 ℃以上時脫硫石膏有燒結(jié)現(xiàn)象發(fā)生，且隨溫度升高燒結(jié)程度更重，影響了CO/H₂的還原脫硫效率。

基于提釩尾渣的高溫顯熱蓄熱材料導(dǎo)熱性能研究及模擬

樸榮勛, 李軒, 季穎

2021, 42(1): 93-99. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.015

摘要(431) HTML (98) PDF(22)

摘要:
利用提釩尾渣為主要原料，高硅粘土為輔料，石墨材料為改性劑，通過碳熱還原-粉末冶金方法進行了高溫顯熱蓄熱材料的制備研究，分析石墨含量對顯熱蓄熱材料的物相演變、比熱容變化及導(dǎo)熱變化規(guī)律。XRD物相分析表明，材料的主要物相包括石英、含高硅組分的鈉長石、鈦鐵礦以及碳酸鹽等物相，隨著石墨含量的增加，石英相比率隨之減少。比熱容測試結(jié)果表明，比熱容隨石墨含量的增加先增大后減小，當(dāng)石墨含量為3%時，比熱容最高，在 500～700 ℃下的比熱容值為820～3 180 J/(kg·K)。導(dǎo)熱系數(shù)測試結(jié)果表明，當(dāng)石墨含量小于5%時，蓄熱材料導(dǎo)熱系數(shù)變化不大，基本保持在0.75 W/(m·K)左右；當(dāng)石墨含量大于5%時，導(dǎo)熱系數(shù)呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。為了進一步探索石墨對蓄熱材料導(dǎo)熱性能的影響，進行了模擬計算，利用非線性修正項代替分散體體積分數(shù)項，修正后的Maxwell模型可很好地預(yù)測試驗結(jié)果。

利用釩鈦高爐礦渣制備海綿城市用透水磚的研究

劉海軍

2021, 42(1): 100-105, 183. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.016

摘要(398) HTML (101) PDF(35)

摘要:
以釩鈦高爐礦渣和鉛渣為主要原料，以鋸末為造孔劑，采用壓制成型—無壓燒結(jié)法制備了高抗折強度與高孔隙率的透水磚，研究了配方組成、鋸末添加量與燒成溫度對樣品物理性能的影響，分析了樣品的結(jié)構(gòu)、滲透性與環(huán)境安全性。結(jié)果表明：適當(dāng)降低釩鈦高爐礦渣與燒成溫度及提高鋸末的添加量可提高樣品的氣孔率。當(dāng)釩鈦高爐礦渣、鉛渣與鋸末的添加量(外加)分別為50%、50%與20%時，生坯經(jīng)1 100 ℃燒成后，透水磚的氣孔率、抗折強度與透水系數(shù)分別為45.27%、32.94 MPa與1.58～2.02 cm/s。XRD與SEM分析表明，赤鐵礦、鱗石英、鈣長石與玻璃相相互交織，三維連通的氣孔均勻分布，因此透水磚具有較高的強度與優(yōu)良的透水性能。玻璃相束縛了重金屬離子的浸出活性，賦予樣品良好的環(huán)境安全性。本研究為利用釩鈦高爐礦渣與鉛渣制備透水磚提供了理論依據(jù)。

寬厚板連鑄坯鼓肚變形數(shù)值計算研究

馬曉濤, 吳晨輝, 謝鑫, 吳國榮, 張敏, 曾建華, 祭程

2021, 42(1): 106-112. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.017

摘要(461) HTML (234) PDF(55)

摘要:
連鑄過程中鑄坯已凝固，坯殼在鋼水靜壓力作用下發(fā)生鼓肚變形，影響澆鑄過程順行與鑄坯質(zhì)量。以寬厚板連鑄坯為對象，采用數(shù)值計算方法定量研究了其在連鑄過程三個典型鑄流位置L1 (彎曲位置)、L2 (弧形段中間位置)、L3 (矯直位置)的鼓肚變形規(guī)律。由L1至L3，坯殼鼓肚變形及其導(dǎo)致的凝固前沿拉伸應(yīng)變均不斷增加。凝固前沿厚度方向拉伸應(yīng)變ε_xx、拉坯方向拉伸應(yīng)變ε_yy與寬度方向拉伸應(yīng)變ε_zz呈集中分布趨勢，三者分別加劇三角區(qū)裂紋、中間裂紋及角部裂紋風(fēng)險。隨著拉速由0.7 m/min增大至0.9 m/min，寬面坯殼鼓肚變形與ε_xx、ε_zz先增加后減小，而窄面坯殼鼓肚變形與ε_yy持續(xù)增大。

外添TiO₂粒子對中低碳鋼組織及夾雜物的影響

吳曉燕, 李秋平, 莫文玲, 張慶軍, 朱立光

2021, 42(1): 113-118. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.018

摘要(442) HTML (88) PDF(15)

摘要:
使用HLLG1217型高溫電阻爐對中低碳鋼重熔后添加TiO₂粒子，利用金相顯微鏡、場發(fā)射掃描電鏡等設(shè)備對得到的試樣進行組織、夾雜物形貌和成分分析。結(jié)果表明：添加TiO₂粒子后組織由塊狀鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧铊F素體、少量塊狀鐵素體和珠光體；球形夾雜物增多，長條形和不規(guī)則的夾雜物減少；夾雜物平均尺寸由0.29 μm變?yōu)?.06 μm，1 μm尺寸所占比例增多達到28.69%；添加前后復(fù)合夾雜物主要成分均為O-Al-Si-Ti-Mn，Ti元素含量由3.36%增多到6.53%，表明TiO₂粒子加入后與原夾雜物重新聚合，形成復(fù)合夾雜物，并誘發(fā)晶內(nèi)鐵素體形核析出。

鈣鎂復(fù)合變質(zhì)劑對冷軋高強鋼組織遺傳性及塑性影響

李媛媛, 甄維靜, 李永亮, 閆志杰

2021, 42(1): 119-125. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.019

摘要(362) HTML (106) PDF(14)

摘要:
利用光學(xué)顯微鏡(OM)、透射電鏡(TEM)和電子背散射衍射(EBSD)等設(shè)備研究了Ca-Mg復(fù)合變質(zhì)劑對冷軋超高強鋼鑄坯中TiN粒子析出的影響機制，并對顯微組織在各工序的遺傳性及塑性改善進行了系統(tǒng)對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：添加變質(zhì)劑以后，鑄坯中TiN第二相粒子尺寸明顯變小，數(shù)量增多，分布更彌散；添加改質(zhì)劑后鋼坯、熱軋鋼板中沿晶界鐵素體減少，冷軋退火后顯微組織變細；與未添加變質(zhì)劑試驗鋼比，屈服強度和屈強比提高，材料折彎、擴孔率得到改善。變質(zhì)劑的添加改變了鋼液中TiN形核機制。彌散的TiN可以細化鑄態(tài)組織，并通過遺傳效應(yīng)對熱軋、冷軋連退組織產(chǎn)生影響，改善力學(xué)性能和成型性能。

電磁攪拌對重軌鋼凝固組織及均質(zhì)性的影響

李紅光, 陳天明, 陳亮, 黎建全, 鐘華

2021, 42(1): 126-130. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.020

摘要(772) HTML (293) PDF(47)

摘要:
為提升重軌鋼均質(zhì)性和致密性，通過試驗對比分析連鑄電磁攪拌對大方坯重軌鋼凝固組織及均質(zhì)性的影響。結(jié)果表明：無電磁攪拌工藝條件下，鑄坯凝固組織無明顯分區(qū)，枝晶組織致密且鑄坯窄面至距離窄面80 mm區(qū)域的均質(zhì)性較好，但鑄坯中心偏析嚴重；通過取消結(jié)晶器電磁攪拌（M-EMS）并采用凝固末端電磁攪拌（F-EMS）有利于重軌鋼均質(zhì)性和致密性協(xié)同提升，試驗鑄坯中心偏析可以得到補充控制，鑄坯軋制鋼軌的中心偏析控制良好，軌頭Mn元素偏析度極差達到0.098，致密度達到0.9764。

X80M直縫埋弧焊管用熱軋鋼板開發(fā)

翟冬雨, 杜海軍, 吳俊平, 姜金星, 劉帥

2021, 42(1): 131-138. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.021

摘要(365) HTML (274) PDF(25)

摘要:
為了滿足中俄東線450×10⁸ m³/a超大輸量及?40 ℃極寒地區(qū)服役的國家重大管道工程建設(shè)用鋼要求，結(jié)合南鋼自身設(shè)備特點，試驗開發(fā)了具有高強韌性的Φ1422 mm×32.1 mm直縫埋弧焊管用熱軋鋼板。通過冶金熱力學(xué)溫度控制及保護澆鑄手段，得到了成分波動范圍窄、低倍組織評級C0.5級的高潔凈度鑄坯，試驗確定了TMCP軋制工藝，鋼板力學(xué)性能檢測富裕量充裕，少量先共析鐵素體+針狀鐵素體+貝氏體+馬奧島的軟/硬相復(fù)合組織，滿足了X80M鋼板高強韌性要求，強韌性指標(biāo)符合管道技術(shù)規(guī)范要求，實現(xiàn)了中俄東線低溫超大輸量管道用鋼的批量工業(yè)生產(chǎn)。

釩含量對鉆頭用W6Mo5Cr4Vx高速鋼組織與性能的影響

王振光

2021, 42(1): 139-143. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.022

摘要(377) HTML (210) PDF(29)

摘要:
在鉆頭用W6Mo5Cr4Vx高速鋼中添加了不同含量的合金元素釩，并進行了顯微組織、耐磨損和耐腐蝕性能的測試與分析。結(jié)果表明：添加釩有助于提高高速鋼的耐磨損和耐腐蝕性能，隨釩含量從0增至5%，鋼的耐磨損和耐腐蝕性能均先提高后下降。鋼中釩含量優(yōu)選為3%。與不添加釩相比，W6Mo5Cr4Vx（x=3）高速鋼的磨損體積減小5.2×10^?3 mm³、腐蝕電位正移57 mV。

55SiCrA彈簧鋼線材夾雜物與組織研究

王寧, 彭紅兵, 唐堯, 頡震, 陳鎧

2021, 42(1): 144-149. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.023

摘要(433) HTML (185) PDF(29)

摘要:
利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM-EDS)以及Factsage熱力學(xué)軟件對國內(nèi)外彈簧用線材夾雜物與組織進行了研究。結(jié)果表明：國內(nèi)外3家鋼廠彈簧鋼線材在顯微組織、中心偏析、脫碳層厚度、晶粒度等方面相差不大；國內(nèi)Y廠彈簧鋼線材中發(fā)現(xiàn)有1級D類夾雜物以及1.5級Ds類夾雜，而國外H廠和國內(nèi)B廠相對較好，均未出現(xiàn)Ds類夾雜物。國外H廠彈簧鋼夾雜物數(shù)量最少，尺寸最小，最大尺寸僅3.4 μm且可變形比例近100%；然而國內(nèi)彈簧鋼線材夾雜物數(shù)量多、尺寸大且不可變形。國內(nèi)Y廠線材夾雜物平均Al₂O₃、MgO含量較高，國內(nèi)B廠發(fā)現(xiàn)有純Al₂O₃夾雜物。此外，國內(nèi)鋼廠需進一步合理控制鋼水、精煉渣成分以及提高耐材質(zhì)量并合理選用耐火材料，來強化夾雜物的改性和脫除。

鈮對低溫取向硅鋼熱軋組織與織構(gòu)的影響

郝百川, 馮運莉

2021, 42(1): 150-154. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.024

摘要(370) HTML (100) PDF(32)

摘要:
采用OM、EBSD檢測分析技術(shù)研究了鈮對低溫取向硅鋼熱軋組織與織構(gòu)的影響，探索是否應(yīng)在低溫取向硅鋼中加入鈮。結(jié)果表明，含鈮相較于不含鈮取向硅鋼熱軋板晶粒更加細小，沿板厚方向組織梯度更加明顯；鈮元素的加入優(yōu)化了取向硅鋼熱軋板織構(gòu)，含鈮比不含鈮取向硅鋼熱軋板中的旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)取向密度小，而高斯織構(gòu)和γ取向線密度大，其中高斯織構(gòu){110}<001>的織構(gòu)密度f(g)高達12.19。

鈦微合金化對22MnB5汽車用鋼組織及性能的影響

王功, 季國順

2021, 42(1): 155-159. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.025

摘要(666) HTML (210) PDF(21)

摘要:
在22MnB5鋼中添加不同含量的合金元素鈦，制備了鈦微合金化汽車用鋼試樣，并進行了試樣顯微組織、力學(xué)性能和耐腐蝕性能的測試與分析。結(jié)果表明：添加合金元素鈦，有利于細化試樣的內(nèi)部晶粒、提高試樣的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。隨鈦含量從0逐漸增加至0.08%，試樣內(nèi)部晶粒先細化后粗化，其抗拉強度和屈服強度均先增大后減小、斷后伸長率先增大后減小再增大、腐蝕電位先正移后負移，汽車用鋼的力學(xué)性能和耐腐蝕性能均先提高后下降。試樣鈦含量優(yōu)選為0.06%。與不添加鈦相比，當(dāng)鈦含量添加至0.06%時試樣的抗拉強度增加24 MPa、屈服強度增加27 MPa、腐蝕電位正移95 mV。

鐵素體區(qū)保溫對釩微合金化HRB500顯微組織和力學(xué)性能的影響

呂遠, 亓海全, 眭文杰, 石代敏, 謝國慶

2021, 42(1): 160-163. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.026

摘要(371) HTML (95) PDF(10)

摘要:
通過Gleeble3500對HRB500進行了奧氏體區(qū)形變+鐵素體區(qū)保溫的熱模擬壓縮試驗，研究了鐵素體區(qū)保溫工藝對HRB500組織和性能的影響。結(jié)果表明，試樣加熱到980 ℃保溫15 min，進行80%壓下之后，隨著鐵素體區(qū)保溫溫度的降低，珠光體組織逐漸碎化，鐵素體出現(xiàn)少量針狀結(jié)構(gòu)，但硬度未隨之發(fā)生規(guī)律性改變；在保溫工藝中，700 ℃×15 min保溫時獲得了最高硬度（HV）300，較直接冷卻試樣提高了30，這可歸于碳化釩的析出強化，進一步延長保溫時間硬度顯著降低，可知保溫過程中晶粒的粗化抵消了碳化釩的第二相強化效果。由試驗數(shù)據(jù)可以推測，常規(guī)熱軋生產(chǎn)的HRB500并未充分利用VC的第二相強化，在軋后冷床上進行700 ℃×10～15 min的保溫作業(yè)，可望實現(xiàn)該鋼10 MPa以上的強度增量。

熱處理工藝對0.25% Si含鈮無取向硅鋼顯微組織和鐵損的影響

張文岳, 張峰

2021, 42(1): 164-169. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.027

摘要(354) HTML (143) PDF(19)

摘要:
向無取向硅鋼中添加適量的鈮元素，可以有效改善成品鋼的顯微組織和機械性能，但會對電磁性能產(chǎn)生不利影響。截至目前，尚不清楚鈮元素在無取向硅鋼中的存在形式、作用機理，以及在不同熱處理工藝條件下對電磁性能的影響效果。研究結(jié)合0.25% Si含鈮無取向硅鋼生產(chǎn)實際，探討了鈮元素在鋼中的存在形式、作用機理和影響效果，并借助熱處理工藝優(yōu)化以減輕鈮元素對鋼電磁性能的影響。結(jié)果表明，鈮元素在鋼中會形成百納米級、數(shù)量眾多的有害夾雜物，釘扎晶界和降低晶界擴散率，并推遲鋼的再結(jié)晶開始溫度和結(jié)束溫度，因而，導(dǎo)致晶粒細化和鐵損升高。隨著鋼中鈮含量增加，鋼的渦流損耗基本相當(dāng)，但磁滯損耗不斷增加。合理的熱處理工藝，可以促進消除應(yīng)力退火之后的晶粒尺寸長大，并在一定程度上減少磁滯損耗之間的差異。

變形溫度及冷卻速度對微合金化82B盤條組織和性能的影響

李崢杰, 李志攀

2021, 42(1): 170-175. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.028

摘要(412) HTML (138) PDF(27)

摘要:
利用熱模擬儀、金相顯微鏡、萬能試驗機等手段對微合金化82B盤條的變形溫度及冷卻速度進行了研究分析，試驗結(jié)果表明：較快的冷速會促進釩合金化試樣中含釩第二相的析出，提高材料強度的同時降低其塑性，該合金化方式需控制釩含量；釩氮合金化是一種適合82B盤條的強化方式，但材料的釩和氮含量比例關(guān)系，以及與冷速的交互作用可顯著影響材料的強韌性，需嚴格控制鋼中釩氮配比；鉻釩復(fù)合微合金化可顯著提高82B盤條的強度和韌性，且不受冷速的強烈影響，是理想的微合金化方式，鉻釩復(fù)合微合金化82B盤條組織均勻，未出現(xiàn)中心元素偏析，適宜終軋溫度范圍為900～940 ℃。

Y1Cr13不銹鋼軋材劈頭開裂原因分析

吳良平, 孫晗, 謝劍波, 吳翔宇, 付建勛

2021, 42(1): 176-183. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.029

摘要(681) HTML (219) PDF(210)

摘要:
針對某廠生產(chǎn)的Y1Cr13不銹鋼在軋制過程產(chǎn)生劈頭開裂的問題，采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、小樣電解等分析檢測方法，從夾雜物微觀形貌角度對鋼劈頭開裂樣中硫化物的微觀形貌特征進行了表征分析，并探究了Y1Cr13不銹鋼軋制時劈頭開裂形成的原因。結(jié)果表明：該不銹鋼軋材存在大量長條狀硫化物，硫化物長寬比較大，長寬比分布在3以內(nèi)的夾雜物占比為65.4%，長寬比大于3的夾雜物占比為34.6%，硫化物的國標(biāo)評級為：粗系4.5級，細系5.5級，德標(biāo)評級為3-3級；鋼中過多的熱脆細長條狀硫化錳和錳鐵硫化物是劈頭開裂的主要原因。采用鎂、碲等新工藝可對硫化物形態(tài)進行改質(zhì)，將其控制為球形或紡錘形，并提高硫化物硬度，軋制時不易變形；通過適當(dāng)減少鋼中的[S]含量以及提高鋼中Mn/S等措施可減少鋼中的(Mn，F(xiàn)e)硫化物。

800 MPa級汽車扭力梁用鋼圍管和焊縫矯直開裂機理研究

李永亮, 鄺霜, 賈麗慧, 汪云輝, 陳彤, 巨偉鋒, 張玉文, 鄭亞旭

2021, 42(1): 184-190. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.01.030

摘要(345) HTML (154) PDF(21)

摘要:
利用光鏡、掃描電鏡、透射電鏡、EBSD、Thermo-Calc熱力學(xué)軟件、JMatPro軟件研究了Nb-Ti復(fù)合微合金化800 MPa級扭力梁用鋼熱軋板在汽車扭力梁圍管和焊縫矯直過程中的開裂原因。對三種不同成分的試驗鋼的顯微組織和納米析出相的研究結(jié)果表明，圍管和焊縫矯直開裂的主要原因為：3^#鋼中添加了Cr、Mo、V元素，使鋼的TTT曲線右移，提高了奧氏體的穩(wěn)定性，使軋后冷卻過程中生成了大量的含有高密度位錯的板條馬氏體和板條鐵素體等硬相組織，而等軸鐵素體的數(shù)量較少，而且晶粒大小不均勻，在力學(xué)性能上表現(xiàn)為抗拉強度偏高。由于板條鐵素體和板條馬氏體含有高密度位錯，降低了鋼的塑韌性，使其在圍管和焊縫矯直過程中容易開裂。

留言板

2021年第42卷第1期

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