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汪勁鵬, 彭毅

2021, 42(4): 1-5. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.001

摘要(963) HTML (327) PDF(111)

摘要:
利用散式直管流化床進行了鈣法釩渣熟料流態化浸出工藝研究，測定了熟料顆粒的粒度分布并分成7個粒級開展試驗，首先計算出不同粒級下的臨界速率及帶出速率，考察了釩渣粒度對表觀流化速率、停留時間分布以及釩浸出率的影響。結果表明，不同粒級的臨界流化速率和停留時間差異較大，且存在顯著的短路或者溝流現象，需分級處理，其中?39 μm顆粒的浸出效果最好，尾渣殘釩為0.54%，釩浸出率可達94%。

濕法提釩攪拌反應釜的流場分布

曹小爽, 鄭海燕, 王琦, 沈峰滿

2021, 42(4): 6-11. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.002

摘要(734) HTML (214) PDF(76)

摘要:
為提高濕法提釩浸出率、掌握機械攪拌反應釜內液相流動和固相分布的規律，使用Fluent軟件，基于計算流體力學理論，利用多重參考系法對浸釩攪拌釜內計算區域進行處理，建立多相流歐拉-歐拉模型和標準k-ε湍流模型，研究了攪拌速度v、槳葉離底高度L和帶孔擋板對攪拌釜內流場分布的影響。結果表明：隨著攪拌速度v的增大，攪拌釜內液相速度先逐漸增大，然后基本保持不變；根據槳葉離底高度L高低對攪拌釜內液相速度分布的影響，將最適宜離底高度選作L=0.4D₁；安裝帶孔擋板有助于消除流場的漩渦現象，改善流場分布。

生物炭還原五價釩的行為研究

彭浩, 伍錫斌, 鄭雄攀, 郭靜, 黃輝勝, 李兵

2021, 42(4): 12-17. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.003

摘要(870) HTML (308) PDF(49)

摘要:
針對釩化合物隨價態升高毒性增加，且其對環境造成的危害也增大的現狀，研究采用生物炭對其進行還原實現無害化處置。試驗研究了生物炭用量、反應溫度、硫酸濃度、反應時間等反應參數對釩還原率的影響。結果表明：五價釩在酸性條件下主要以VO₂⁺、H₃V₁₀O₂₈^3?和H₂VO₄^?的形式存在，在短時間內可以被生物炭還原成低價。在合適的反應條件下，即：釩的初始濃度為3 g/L，生物炭用量為3 g，反應溫度為90 ℃，反應時間為60 min，硫酸濃度為20 g/L和攪拌轉速為500 r/min，釩的還原率可達92.14%。在生物炭將五價釩還原的過程中不會引入其他雜質，該方法進行技術改良后在實現五價釩無害化的同時還可以用來制備低價釩化合物。

鈦鐵礦直接還原回收鐵同步制備鈦酸鈣的研究

李剛, 寇玨, 孫體昌, 李小輝

2021, 42(4): 23-32. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.005

摘要(725) HTML (138) PDF(70)

摘要:
研究了鈦鐵礦煤基包埋法直接還原鐵同步制備鈦酸鈣過程中鈦的物相轉化和鈦酸鈣的生成機制，闡明了添加劑碳酸鈣用量和焙燒溫度等因素對還原鐵和鈦酸鈣的影響規律和作用機理。結果表明，含60%碳酸鈣的鈦鐵礦生球團在1400 ℃下煤基包埋法恒溫焙燒180 min，可以在制得直接還原鐵的同時使鈦以純鈦酸鈣的形式產出。在添加劑碳酸鈣的作用下，焙燒溫度>1300 ℃時，鈦酸鈣開始作為主要含鈦物相產出，試驗得出的最佳焙燒溫度為1400 ℃。隨著碳酸鈣用量的增加，焙燒產物中黑鈦石的含量逐漸減少，鈦酸鈣的含量逐漸增多。但是碳酸鈣用量大會導致還原鐵顆粒變細，不利于后續的磨礦磁選分離。實驗室條件下通過兩段磨礦磁選最終獲得還原鐵產品TFe品位為81.86%、回收率為91.27%，鈦酸鈣產品中Ti品位為26.95%、鈦酸鈣含量為76.37%，鈦的回收率為90.15%。

云南某鈦鐵礦選礦試驗研究

胡渝杰, 葉國華, 唐悅, 陶媛媛

2021, 42(4): 33-38. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.006

摘要(696) HTML (148) PDF(70)

摘要:
以云南某低品位鈦鐵礦為研究對象，原礦含鈦（TiO₂）僅為5.67%，大部分單獨存在于鈦鐵礦中，占礦石中TiO₂總量的83.56%，其余部分以類質同象的形式存在于磁鐵礦和輝石中，占16.44%，脈石礦物主要包括石英、綠泥石等。針對該鈦鐵礦開展選礦試驗，目的是通過選礦試驗研究，尋求合理的工藝流程，對該資源的開發提供理論依據，可以使鈦礦資源得到充分利用。首先查明了該礦石的化學組分、礦物組成，其次進行了磨礦細度、弱磁磁場強度、強磁磁場強度等工藝參數條件研究。在此基礎上通過“磨礦-弱磁-強磁-強磁-分級搖床重選-中礦再磨再選”聯合工藝流程，最終可獲得TiO₂品位為45.06%的鈦精礦，回收率（對原礦）為53.73%；指標較好，實現了對目的礦物的有效回收。

Tb改性BiVO₄/BiOCl復合光催化劑的制備及性能研究

劉景景, 張澤蘭, 趙偉

2021, 42(4): 39-46. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.007

摘要(542) HTML (192) PDF(31)

摘要:
采用液相沉淀法制備了不同Tb含量的BiVO₄/BiOCl復合光催化劑，利用XRD、EDS等對催化劑進行了表征。以羅丹明B為目標降解污染物，采用單因素試驗研究了Tb含量、光催化時間、催化劑用量、羅丹明B濃度等因素對樣品光降解率的影響，并采用正交試驗確定出最優方案。結果表明，純釩酸鉍為單斜晶型BiVO₄；Tb含量為2%、4%的樣品是單斜BiVO₄/BiOCl混合相；Tb含量為6%～12%的樣品是單斜相BiVO₄/四方相BiVO₄/BiOCl混合相，這說明引入稀土Tb能夠促使BiVO₄由單斜相轉化為四方相。與純BiVO₄相比，所有含Tb的BiVO₄樣品的光降解率顯著提高，且Tb元素的最佳含量（摩爾分數）為10%。在羅丹明B濃度為5 mg/L，催化劑用量為25 mg，光催化時間為2 h時，10%樣品的光降解率高達100%，其光催化性能提高的原因可歸因于稀土Tb的電子捕獲效應以及形成的單斜相BiVO₄/四方相BiVO₄/BiOCl混相p-n異質結，有效提高了光生載流子的分離與傳輸，大大降低了電子-空穴對的復合，在污染廢水處理方面具有極大的潛力和應用價值。

TC4鈦合金基于Voce方程的穩定流變本構模型研究

方強, 王瑩, 尹晶晶

2021, 42(4): 47-51, 72. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.008

摘要(1386) HTML (296) PDF(78)

摘要:
提出了一種包含流變軟化的本構的構建方法。通過采用圓柱體試樣的熱壓縮模擬試驗，在塑性應變速率為0.1 s^?1和20 s^?1之間時，觀察到TC4鈦合金在750～950 ℃范圍內均存在流變應力隨著塑性應變降低的流變軟化現象。采用雙Voce方程對試驗數據擬合得到了大塑性變形條件下的穩定流變應力。采用Levenberg-Marquardt非線性擬合算法得到了TC4鈦合金包含流變軟化的本構方程。并且發現Levenberg-Marquardt非線性擬合算法求得的本構方程參數比線性擬合誤差更小。結果表明文中提出的流變應力計算方法規避了變形不穩定區域對特征變形抗力判斷的干擾，得到了符合指數函數的材料高溫穩定流變本構模型，在新型金屬材料熱加工工藝開發中具有較強的應用價值。

硝酸體系制備缺陷態二氧化鈦納米材料及其在光催化中的應用

劉進, 王麗, 周華, 趙輝

2021, 42(4): 52-56. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.009

摘要(907) HTML (149) PDF(52)

摘要:
以硝酸為形貌控制劑，采用溶膠凝膠法制備TiO₂納米材料。所獲得的TiO₂納米材料為銳鈦礦型，并具有缺陷態結構，粒徑保持在5 nm以下。制備過程中，材料中晶體的生長遵循定向附著（Oriented attachment，OA）機制。將該銳鈦礦型TiO₂材料應用于亞甲基藍的光催化降解中，實現了95%的催化降解效果，表現出較好的光催化性能。該工藝過程簡單，制備中未使用高溫工藝，非常易于工業化生產，為TiO₂納米光催化材料的低成本制備提供了一條簡便的技術路徑。

磷酸三鈉對高鈦高爐渣制備微晶泡沫玻璃的影響

王海波, 孫青竹, 張雪峰, 王本菊

2021, 42(4): 57-61. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.010

摘要(452) HTML (89) PDF(38)

摘要:
以高鈦型高爐渣和廢玻璃粉為主要原料，碳酸鈣為發泡劑，硼砂為助熔劑，采用“一步法”燒結在900 ℃低溫下制備了微晶泡沫玻璃。借助DSC、XRD、SEM等分析測試手段，研究了磷酸三鈉（Na₃PO₄·12H₂O）添加量對制備微晶泡沫玻璃的影響。結果表明，在不同的磷酸三鈉添加量（0%～10%，質量分數）下，微晶泡沫玻璃的主要物相變化不顯著，均為透輝石Ca(Mg, Al)(Si, Al)₂O₆，富鐵普通輝石Ca(Mg, Fe)(Si, Fe)₂O₆以及普通輝石CaMgSi₂O₆；隨著Na₃PO₄·12H₂O含量增加，微晶泡沫玻璃抗壓強度和導熱系數減小，體積密度和吸水率先減小后增大。當磷酸三鈉添加量為6%時，微晶泡沫玻璃具有最優的綜合性能。

退火溫度對Ti-0.3Mo-0.8Ni鈦合金板材組織和性能影響

陳容

2021, 42(4): 62-67. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.011

摘要(942) HTML (114) PDF(43)

摘要:
研究了6 mm厚Ti-0.3Mo-0.8Ni鈦合金板材不同退火溫度對組織和力學性能的影響。結果表明，600～700 ℃時α相主要發生回復再結晶過程，同時沿晶界形成鏈狀Ti₂Ni顆粒，屈服強度、抗拉強度逐漸降低，延伸率先增加后減少，650 ℃時，延伸率達到最大值22.5%，隨著顆粒物的增加顯著降低其力學性能；750～850 ℃時α相由部分再結晶組織轉變為完全再結晶組織，β轉變組織由條狀轉變為塊狀，屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率均逐漸降低，850 ℃時大幅下降至最低值，遠低于標準要求；適用于6 mm厚Ti-0.3Mo-0.8Ni鈦合金板材退火溫度范圍是600～650 ℃。

釩微合金化對汽車零部件用鋼性能的影響

馬驪歌, 李顯生

2021, 42(4): 68-72. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.012

摘要(624) HTML (178) PDF(45)

摘要:
制備了不同釩含量的釩微合金化汽車零部件用鋼42CrMoVx（x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9），分析了釩微合金化對汽車零部件用鋼拉伸性能、耐磨損和耐腐蝕性能的影響。結果表明，釩微合金化明顯提高了汽車零部件用鋼42CrMo的拉伸性能、耐磨損和耐腐蝕性能。隨釩含量增加，鋼拉伸性能、耐磨損和耐腐蝕性能均先提高后下降。與未添加釩的42CrMo鋼相比，添加0.5%釩的汽車零部件用鋼42CrMoV0.5的抗拉強度增大66 MPa、屈服強度增大67 MPa、斷后伸長率增大3.5個百分點，磨損體積減小18×10^?3 mm³，腐蝕電位正移88 mV、腐蝕電流減小了0.771 mA/cm²。汽車零部件用鋼42CrMoV中釩含量優選0.5%。

SO₂對改性活性炭吸附燒結煙氣中NO的影響

蔡建宇, 彭兆豐, 宋麗云, 侯環宇, 李堅

2021, 42(4): 73-78. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.013

摘要(658) HTML (328) PDF(51)

摘要:
為探究SO₂對改性活性炭吸附法去除燒結煙氣中NO效果的影響，減少NO_x的排放，降低鋼鐵行業對環境的污染，采用碳酸鉀（K₂CO₃）浸漬改性的方法制備了改性活性炭吸附劑，并考察了不同濃度SO₂對改性活性炭吸附燒結煙氣中NO的影響，及SO₂對改性活性炭循環吸附脫附性能的影響。結果表明:SO₂能夠提高改性活性炭初始NO吸附速率，但顯著降低NO的飽和吸附容量；SO₂通過化學吸附方式占據活性位點，形成的亞硫酸鹽及硫酸鹽加熱難以脫附，造成改性活性炭難以恢復初始吸附容量；SO₂影響下改性活性炭吸附容量的衰減速率約為1.41417 mg/g，可以根據衰減速率，配合移動床吸附裝置，選擇合適的新鮮活性炭投入參數，進而指導改性活性炭吸附去除燒結煙氣中NO的應用，有效降低環境污染，實現資源的高效利用。

電爐鋼渣微粉取代粉煤灰配制高鈦重礦渣混凝土的試驗研究

王偉, 汪杰, 梁月華

2021, 42(4): 79-84. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.014

摘要(639) HTML (170) PDF(35)

摘要:
以攀枝花鋼渣微粉為研究對象，分析研究了用其取代或部分取代粉煤灰作為混凝土摻和料的可行性和經濟效益，并按50%、75%、100%的取代率取代粉煤灰配制強度等級為C30、C40的高鈦重礦渣混凝土，測定其拌合物工作性能及28 、192 d抗壓強度，并與不摻鋼渣微粉的全粉煤灰高鈦重礦渣混凝土對比分析。結果表明：鋼渣微粉達到用于混凝土摻合料的相關指標要求，可作為摻合料應用到高鈦重礦渣混凝土中且具有良好的經濟效益；按實際生產用高鈦重礦渣混凝土配合比設計強度為C30時，各取代率下高鈦重礦渣混凝土拌合物工作性能良好且強度富余值較大，其中50%取代率下效果最好；當在原配合比下降低水泥強度等級時，各取代率、不同設計強度的高鈦重礦渣混凝土28 d實測強度略低于設計強度，但后期強度增長較大，其中50%取代率下、設計強度為C30的高鈦重礦渣混凝土192 d強度超過39 MPa，且工作性能良好，可用于非結構部位或對前期強度要求不高的構筑物。

鏈箅機回轉窯球團熱廢氣循環工藝及數值模擬研究

何璐瑤, 王鑫, 胡兵, 甘敏, 朱亮, 魏進超, 代友訓

2021, 42(4): 85-91. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.015

摘要(714) HTML (213) PDF(65)

摘要:
針對鏈箅機回轉窯環冷機生產過程中廢氣外排量大、余熱利用率低的問題，在原有廢氣循環的基礎上，提出了一種將過渡預熱段的熱廢氣循環到環冷機二段的廢氣循環工藝，并對新模式下的球團冷卻過程進行模擬仿真研究。基于計算流體力學理論基礎，結合局部非熱力學平衡理論和磁鐵礦氧化反應模型，采用CFD軟件建立了數值仿真模型，揭示了廢氣循環對球團冷卻的影響規律。研究結果表明，采用新的煙氣循環系統之后，冷卻二段的廢氣溫度從511 ℃提高到523 ℃，提高了熱利用效率。采用該廢氣循環模式，可減少廢氣排放11.5%，循環回收熱量占球團生產熱量總支出的3.45%。為球團生產進一步節能減排提供了新的方向，對于球團清潔生產具有重要意義。

采用機械活化工藝制備建筑用地聚合物的試驗研究

鄭衛芳, 穆勇攀

2021, 42(4): 92-96, 110. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.016

摘要(402) HTML (85) PDF(14)

摘要:
利用釩鈦磁鐵礦尾礦制備地聚合物，既減輕了尾礦的污染，又實現了尾礦的高效利用。以承德某釩鈦磁鐵礦尾礦為主要原料，采用機械活化工藝制備地聚合物，探討活化時間對尾礦的粒度、結構與地聚合物制品抗壓強度的影響。結果表明：延長活化時間減小了尾礦粒度，破壞了礦物的晶體結構，從而增大了尾礦中活性硅與活性鋁的浸出濃度，賦予地聚合物較高的抗壓強度。當尾礦活化3.0 h后，采用尾礦與高嶺土的質量比為6：4，Ca(OH)₂和Na₂SiO₃的摻量均為10%、膠砂比為1∶1.5、液固比為0. 20的工藝條件，可制備出28 d 抗壓強度高達50 MPa的地聚合物。樣品的重金屬離子浸出濃度符合國家標準。無定型的鋁硅酸鹽凝膠相及少量的沸石結合緊密，賦予制品較高的強度。

釩鈦磁鐵礦球團煤基還原顆粒運動及煤粉噴射燃燒數值模擬

劉鵬, 宇文超, 龔斯宇, 劉秉國, 張利波, 彭金輝

2021, 42(4): 97-104. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.017

摘要(631) HTML (235) PDF(40)

摘要:
開展了回轉窯內釩鈦磁鐵礦球團煤基還原顆粒運動及煤粉噴射燃燒數值模擬研究。結果表明，回轉窯內三種顆粒在運動過程中存在分層現象和離散料堆現象。離散料堆現象導致了顆粒數軸向周期性波動分布，并結合反應焓變推導出了單個周期內的平均波動能量為$ \tilde {{E}}$= 25.58 MJ；煤粉噴射燃燒過程中燃料射流在重力作用下會形成反彈效果，作用區間長度約2 m，該區域內傳質傳熱過程被強化，易出現局部過熱現象，可通過附著配碳和外配碳球團混合配碳的方式削弱能量波動與局部過熱，礦石顆粒的附著配碳量約為18.9 g/kg。

微波強化釩鈦磁鐵礦直接還原過程研究

趙濤, 余少武, 溫靖, 鄒志雪, 李林, 姜濤

2021, 42(4): 105-110. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.018

摘要(844) HTML (187) PDF(90)

摘要:
以釩鈦磁鐵精礦為原料，直接還原工藝為基礎，系統比較了不同加熱方式對還原過程的影響。結果表明：與傳統加熱相比，微波加熱能加快釩鈦磁鐵礦還原反應的進行，并且隨溫度升高效果越顯著，在1350℃時鐵金屬化率可達到91.91%，提高了5.32個百分點；微波加熱不會改變還原產物的物相組成，但使還原產物結構致密，氣孔減少，晶粒粗大且分布均勻，脈石與金屬鐵嵌布緊密程度降低，相互之間夾雜的現象減少，有利于后續磨礦磁選過程中金屬鐵與脈石相的分離；另外，微波加熱可以明顯去除還原產物中P元素，而對于S元素的去除效果不顯著，在1350℃時傳統加熱獲得的產物中P含量為0.077%，S含量為0.29%，微波加熱獲得的產物中P含量為0.038%，S含量為0.28%。

鐵酸鈣特征對高堿度燒結礦冶金性能的影響

郝瑞聰, 劉磊, 韓秀麗, 王毅飛, 張策, 王立皓

2021, 42(4): 111-116. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.019

摘要(568) HTML (119) PDF(29)

摘要:
燒結礦中主要粘結相礦物鐵酸鈣的含量、形態、結晶粒度等特征對燒結礦質量起著關鍵性作用。采用偏光顯微鏡對不同質量的現場高堿度燒結礦的礦相結構及鐵酸鈣特征進行了系統定量研究。結果表明：兩種燒結礦金屬相均以赤鐵礦和磁鐵礦為主，黏結相均為鐵酸鈣、硅酸二鈣和玻璃質。不同之處是1^#燒結礦以針狀鐵酸鈣交織赤鐵礦、磁鐵礦形成的交織熔蝕結構為主；2^#燒結礦以他形粒狀磁鐵礦與粘結相礦物相互結合形成的粒狀結構為主。1^#燒結礦中鐵酸鈣體積分數約為50%，形態多為針狀，粒度范圍主要為0.05～0.10 mm；對應的燒結礦還原性（75%）、低溫還原粉化率（76.5%）和轉鼓強度(81.6%)均良好。2^#燒結礦中鐵酸鈣體積分數約為45%，形態多為板狀、柱狀，粒度范圍主要為0.05～0.10 mm；對應的燒結礦還原性（59.35%）較弱、低溫還原粉化率（25.21%）較低和轉鼓強度(63.37%)較小。

底吹氬VD鋼包爐流場優化的數值模擬研究

劉崇林, 宋思程, 孫彥輝, 安航航, 周律敏, 梁龍清, 龍連

2021, 42(4): 117-123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.020

摘要(600) HTML (177) PDF(51)

摘要:
以某鋼廠150 t VD鋼包爐為研究對象，采用商業軟件Ansys-Fluent，建立鋼包底吹氬氣模型，結合正交設計方法，模擬了不同鋼液量，兩個吹氬口不同吹氬量工藝條件下鋼包內流場和流速變化，同時考慮了靜置10 min后鋼包爐內鋼液流動情況。所有試驗均監測鋼包下部同一位置的速度大小，通過正交設計方法選擇最優的生產方案。研究結果表明：鋼包內鋼液量和底吹氬氣量在小范圍內變動對鋼包內鋼液流場和流速影響不大，且鋼液量和氬氣口吹氬量對靜置10 min后鋼液內流場流速的影響可以忽略不計。吹氬量過大會導致渣眼開度較大引起卷渣和吸氣現象，吹氣量過小鋼液流速較低則導致形成穩定循環流場所需時間較長。最終通過對比分析得出在鋼液高度選用3590 mm，1^#和2^#氬氣口流量均采用0.9 m³/h時鋼包爐內綜合流動效果較好，減少了鋼水受污染程度，提高了生產效率。

助熔劑對CaO-Al₂O₃基保護渣理化性能的影響

李晨, 亓捷, 劉承軍, 姜茂發

2021, 42(4): 124-130. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.021

摘要(434) HTML (81) PDF(23)

摘要:
針對高鋁鋼用鈣鋁基連鑄保護渣在澆鑄過程中存在的渣條嚴重、粘結漏鋼報警頻發等問題，通過調整助熔劑含量，考察了以B₂O₃替代CaF₂對保護渣熔化溫度、黏度及結晶性能的影響。結果表明，隨著B₂O₃替代CaF₂質量分數的增加，保護渣的熔化溫度和轉折點溫度不斷降低，高溫下的黏度不斷提高。而且，CaF₂質量分數較高時，保護渣的析晶性能較強，高溫處析出Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂。隨著B₂O₃取代CaF₂質量分數的增加，保護渣的析晶性能受到明顯抑制，析晶物相的變化規律為Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂ →2CaO·Al₂O₃·SiO₂ →單一液相。B₂O₃取代CaF₂質量分數為10%時，保護渣的析晶性能得到有效抑制，可有效降低粘結報警頻率，滿足高鋁鋼種的澆鑄需求。

變形高溫合金GH4065A的鑄態組織及均勻化研究

稅烺

2021, 42(4): 131-137. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.022

摘要(674) HTML (242) PDF(45)

摘要:
應用SEM、DSC等試驗方法研究了高溫合金GH4065A電渣錠不同部位的鑄態組織，并設計不同溫度和時長的均勻化工藝制度處理樣品，隨后研究了不同均勻化制度下樣品的微觀組織演變和殘余偏析指數變化規律。結果表明，鑄態GH4065A中主要析出相為γ-γ’共晶相，硼化物相和TiN相，偏析較為嚴重的元素為Ti、Nb、Mo、W。經1160 ℃、10 h均勻化處理可以將析出相消除，并使Ti、Nb、Mo的殘余偏析指數降至0.2左右，W的殘余偏析指數降至0.4左右，是較合理的均勻化條件。生產現場由于鑄錠尺寸較大，在1160 ℃爐內維持20 h左右均勻化時長是一個較為合理的均勻化制度。

Cr對460 MPa級抗震耐火建筑用鋼性能影響

杜平, 武鳳娟, 曲錦波, 叢菁華, 王學敏

2021, 42(4): 138-143. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.023

摘要(728) HTML (109) PDF(23)

摘要:
設計了兩種不同Cr含量460 MPa級抗震耐火建筑用鋼，并進行了室溫和高溫機械性能檢測，0.4%Cr和0.8%Cr試驗鋼的性能均滿足抗震鋼屈強比≤0.83，并且耐火鋼600 ℃保溫3 h后屈服強度≥307 MPa的標準。JMatPro熱力學軟件對460 MPa級抗震耐火建筑用鋼的析出相進行計算，采用光學顯微鏡和透射電子顯微鏡方法對鋼中的析出相進行了分析。結果表明，試驗鋼隨Cr含量的升高，室溫抗拉強度升高，屈強比降低，具有更好的抗震性能。Cr的增加，減少了高溫穩定性較差的析出相的析出，降低了析出相中Mo的含量，促使Mo更多地溶入基體中，從而提高了抗震鋼的高溫固溶強化作用和耐火性能。

塑料模具鋼NAK80和S136的耐磨性能對比研究

謝毅, 鮮勇

2021, 42(4): 144-148. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.024

摘要(1151) HTML (218) PDF(56)

摘要:
以預硬化塑料模具鋼NAK80和S136為研究對象，對比研究了兩者的顯微硬度、金相組織以及不同載荷下的摩擦磨損行為。結果表明： NAK80 鋼金相組織為板條狀馬氏體和粒狀貝氏體，S136鋼的金相組織為鐵素體基體和細小碳化物，顯微硬度(HV)分別為405.01 ± 10.63 和354.21 ± 6.14 。NAK80和S136鋼的摩擦系數均隨著載荷的增加而降低，在60 N時，兩者都達到各自最低的摩擦系數（0.34和0.37），當載荷增加至80 N，摩擦系數反而上升。整體而言，S136的摩擦系數高于NAK80。不同載荷條件下，NAK80的磨損行為具有高的載荷敏感性；而S136具有更加穩定的耐磨性。低載荷時，以磨粒磨損和剝層磨損為主，NAK80耐磨性優于S136；高載荷時，以粘著磨損和磨粒磨損為主，S136鋼耐磨性優于NAK80。

中空夾層混凝土電桿用高強耐候鋼腐蝕行為研究

黃耀, 朱彬榮, 李峰, 李辛庚, 閆鳳潔

2021, 42(4): 149-155. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.025

摘要(434) HTML (129) PDF(25)

摘要:
使用室內加速腐蝕試驗、XRD分析、電化學方法等測試方法研究了AYNH 420、SQNH 420兩種耐候鋼的腐蝕行為。使用失重測試的方法確定了兩種試驗鋼的腐蝕速率，研究了試驗鋼的腐蝕動力學；通過對耐候鋼銹層微觀形貌、結構的表征，確定了兩種鋼銹層的成分和結構；并使用動電位極化曲線和交流阻抗譜的方法對耐候鋼的腐蝕機制進行了探索。結果表明：同等條件下，SQNH 420的腐蝕速率低于AYNH 420；耐候鋼的主要銹層產物是Fe₃O₄、α-FeOOH、β-FeOOH和γ-FeOOH等。銹層的組織結構分為內外兩層，能起到保護作用的是附著性好，結構致密的內層。隨著腐蝕時間的延長，腐蝕產物的增多，耐候鋼的腐蝕傾向降低，電極反應由電極控制向擴散控制轉變。

鈦含量對無取向電工鋼組織和磁性能的影響

李景才, 辛燕

2021, 42(4): 156-161. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.026

摘要(500) HTML (96) PDF(38)

摘要:
以實驗室冶煉的不同鈦含量的無取向電工鋼為原材料，采用退火爐、透射電鏡、金相組織觀察和磁性能測試等手段就鈦含量對無取向電工鋼組織和性能的影響進行了研究。結果表明：試樣的晶粒尺寸隨其鈦含量增加而減小，當鈦含量小于0.015%時，試樣的晶粒組織呈等軸狀，均勻性較高，其中的鈦以碳氮化物形式析出，且釘扎于組織的晶界處；隨著鈦含量提高至0.015%以上，其組織中的晶粒形變明顯，鈦以鐵-鈦磷化物形式析出于晶內和晶界上。添加微量的鈦（ ≤0.015%）可改善電工鋼的磁感應強度和鐵損，鐵損W_15/50約4.6～5.2 W/kg，磁感應強度B₅₀約1.74～1.76 T，但需嚴格避免鈦含量的過量添加。

溫軋工藝對6.5%高硅電工鋼復合板鐵損的影響

姬帥, 劉忠軍

2021, 42(4): 162-168. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.027

摘要(613) HTML (157) PDF(21)

摘要:
對采用包覆澆鑄結合熱塑性變形制備的，三層熱軋態1.2 mm厚的6.5%高硅電工鋼復合板進行450～650 ℃的中溫軋制變形，并對溫軋后的復合板進行微觀結構觀察和強磁場環境下的鐵損測試，之后對復合板進行加熱至1150 ℃保溫30 min的擴散退火處理和相同磁場下的鐵損測試，并對比了上述兩組試驗的顯微結構變化及鐵損變化。結果表明：1.2 mm厚的6.5%高硅電工鋼復合板在450～650 ℃內加熱，可以通過溫軋變形減薄至0.37 mm；溫軋工藝對復合板的鐵損影響很大，在強磁場環境下差異更加明顯；加熱至1150 ℃保溫30 min的擴散退火工藝可以顯著降低溫軋態復合板的鐵損，最大可以降低98.9%。該課題的研究有助于改良三層6.5%高硅電工鋼復合板的磁學性能。

耐候鋼Q235NH的高溫氧化行為研究

龔黎, 鮑思前, 趙剛, 梅鵬, 曹樹衛, 鄧杭州, 陳全

2021, 42(4): 169-174. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.028

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摘要:
為了明確含有Si和Cr耐候鋼Q235NH的高溫氧化行為，對耐候鋼Q235NH在700～1200 ℃進行氧化試驗，采用光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDS) 以及X射線衍射儀(XRD)等手段對氧化鐵皮成分進行分析，結合氧化動力學曲線，分析了其氧化結構演變過程。試驗結果表明：Q235NH氧化鐵皮的生成符合拋物線規律，其激活能為146 kJ/mol。氧化鐵皮結構包括最外層較薄的Fe₂O₃和Fe₃O₄層，中間層為較厚的FeO和塊狀先共析Fe₃O₄組成。此外，當加熱溫度小于1100 ℃ 時，在氧化鐵皮和基體之間還會形成較薄且連續的富硅富鉻層，對鐵離子的向外擴散有一定的阻礙作用，從而使得氧化更難進行，但當加熱溫度大于1100 ℃后，硅鉻層遭到破壞，這會促進氧化的進行。

電渣重熔對GCr15軸承鋼中氧含量及夾雜物的影響

常凱華, 徐濤, 朱春麗, 張龍飛, 蘇云龍, 施曉芳, 常立忠

2021, 42(4): 175-181. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.029

摘要(776) HTML (180) PDF(118)

摘要:
電渣重熔對于提高鋼的純凈度有明顯的效果，但對于低氧含量鋼種存在增氧現象。通過采用GCr15軸承鋼作為自耗電極，研究在大氣環境下和Ar保護下使用不同渣系對軸承鋼中氧含量及夾雜物的變化規律。研究發現，采用CaF₂-Al₂O₃-CaO三元渣系在氬氣保護下電渣重熔GCr15軸承鋼時，電渣錠中的氧含量隨渣系中的Al₂O₃含量下降而降低，而使用不含Al₂O₃渣系重熔的電渣錠中氧含量最低；氬氣保護下重熔的電渣錠中的夾雜物直徑均比使用同種渣系在空氣中重熔的電渣錠要小。氧含量增加主要是因為電渣重熔過程渣池溫度過高，導致渣中Al₂O₃穩定性變差所致。

電子束熔煉M35高速鋼的熱變形特征的研究

吳明慧, 王軼農, 王以霖, 譚毅

2021, 42(4): 182-190. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.04.030

摘要(763) HTML (222) PDF(46)

摘要:
利用Gleeble-3500熱模擬試驗機對電子束熔煉M35高速鋼進行了熱壓縮試驗，研究了其在變形溫度為1273～1423 K，應變速率為0.01～10 s^?1條件下的熱變形行為，研究了其碳化物組織的演變規律，建立了電子束熔煉M35高速鋼的熱變形本構方程，并通過動態材料模型(DMM)建立了電子束熔煉M35高速鋼的熱加工圖。同時將其與普通熔煉M35高速鋼的熱變形行為進行比較分析。結果表明，電子束熔煉M35高速鋼的真應力-應變曲線符合動態再結晶曲線特征，在高應變速率下曲線出現鋸齒特征，流變應力隨應變速率的提高和溫度的減小而增大。熱變形過程中的變形行為可用雙曲正弦函數來表征，其平均激活能為504.642 kJ/mol。通過熱加工圖能展現M35高速鋼的熱變形失穩區域，得到其熱加工的最佳變形條件的區域為：變形溫度為1400～1423 K, 應變速率為0.01～1 s^?1。

留言板

2021年第42卷第4期

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