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尹翔鷺, 曾澤華, 高榮榮, 代宇, 滕艾均

2022, 43(1): 1-6. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.001

摘要(756) HTML (201) PDF(100)

摘要:
M相二氧化釩（VO₂）是一種主要的熱致相變材料，相變溫度為68 ℃。由于相變前后會發(fā)生明顯的物理化學(xué)性質(zhì)的變化，M相VO₂可以廣泛應(yīng)用在相變節(jié)能和傳感等領(lǐng)域。采用草酸氧釩作為前驅(qū)體，在惰性氣氛中直接熱分解制備M相VO₂超細顆粒。探究了主要反應(yīng)條件：熱解溫度、熱解時間和氣體流速對產(chǎn)物物相純度的影響。在最優(yōu)的制備條件（熱解溫度450 ℃，熱解時間30 min，氬氣流速2.0 L/min）下，制備了較純的M相VO₂超細顆粒。采用掃描電鏡、差示熱分析儀表征了產(chǎn)物的形貌和相變性能。制備的M相VO₂顆粒主要為類長方體形的微米級顆粒，在其表面附著大量不規(guī)則形貌的納米級細小顆粒，微米級顆粒平均尺寸為5.76 μm，納米級顆粒平均尺寸為177.21 nm，相變溫度為65 ℃。該方法簡單高效、易于放大制備M相VO₂超細顆粒。

四氯化鈦除釩尾渣鈉化焙燒動力學(xué)研究

堵偉桐, 姜叢翔, 鄭睿琦, 陳卓, 居殿春

2022, 43(1): 7-12. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.002

摘要(616) HTML (130) PDF(196)

摘要:
基于非等溫?zé)嶂胤治鲅芯縉a₂CO₃添加量和升溫速率對含釩尾渣氧化的影響規(guī)律，采用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法計算了含釩尾渣氧化過程活化能和指前因子，并通過Coats-Redfem法推斷機理函數(shù)并建立不同階段所適用的動力學(xué)方程。結(jié)果表明：含釩尾渣完全氧化的溫度為700 ℃，隨Na₂CO₃添加量增加，表觀活化能逐漸降低，氧化速率提高；當(dāng)Na₂CO₃添加量超過20%后，釩渣在氧化焙燒過程中出現(xiàn)玻璃相，產(chǎn)生燒結(jié)現(xiàn)象，表觀活化能開始逐漸增大，氧化速率降低。鈉化焙燒過程分為四個階段，其動力學(xué)方程分別為：第一階段二維擴散dα/dT=exp(?72.03/RT)4(1?α)^1/2[1?(1?α)^1/2]²0.022/β，第二階段三維擴散dα/dT=exp(?23.7/RT)3/2(1?α)^4/3[(1?α)^?1/3?1]^?10.014/β，第三階段化學(xué)反應(yīng)dα/dT=exp(?27.91/RT) (1?α)²0.06/β，第四階段形核與長大dα/dT=exp(?12.09/RT)2(1?α)[?ln(1?α)]^1/20.14/β。

低品位鈦渣酸解反應(yīng)試驗研究

李凱茂, 王海波, 肖軍

2022, 43(1): 13-18, 98. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.003

摘要(429) HTML (91) PDF(39)

摘要:
針對低品位鈦渣酸解率低的問題，研究了低品位鈦渣和74渣的物相組成、鈦渣酸解溫度曲線和化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)生成熱之間的差異，考察了反應(yīng)酸濃度、引發(fā)溫度、主反應(yīng)時間、酸渣比對低品位鈦渣酸解率的影響。結(jié)果表明：低品位鈦渣酸解率低不是由難溶于硫酸的物相引起，而是與酸解反應(yīng)速率有關(guān)；引發(fā)溫度高引起酸解反應(yīng)速率快、主反應(yīng)時間短是低品位鈦渣酸解率低的主要原因之一；適當(dāng)降低引發(fā)溫度，可以滿足低品位鈦渣酸解需要外加熱補充熱量需求；通過降低反應(yīng)酸濃度和引發(fā)溫度，延長主反應(yīng)時間，1^#渣的酸解率由78.98%提高至94.31%，2^#渣的酸解率由71.77%提高至91.19%；與優(yōu)化前相比，酸解工藝優(yōu)化后殘渣物相中黑鈦石相(M₂TiO₅)峰值減弱，且新增了輝石相(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)₂O₆)。

酸性釩溶液中錳的脫除研究進展

張菊花, 梁月, 常雨微, 惠旭杰

2022, 43(1): 19-27. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.004

摘要(521) HTML (160) PDF(73)

摘要:
鈣化焙燒-酸浸是一種極具應(yīng)用前景的清潔提釩工藝，但是所得酸性含釩溶液中錳的含量較高，嚴(yán)重影響釩產(chǎn)品的品質(zhì)及其應(yīng)用，因此,對酸性釩溶液中錳的脫除研究亟不可待。對近年來國內(nèi)外不同溶液體系以及酸性釩溶液中錳的去除進行了綜述，闡明了不同溶液錳的去除方法的原理、脫除條件以及除錳效果，并對酸性釩溶液中雜質(zhì)錳的脫除方法進行了探討，為高效、高選擇性、低成本脫除酸性含釩溶液中的雜質(zhì)錳提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。基于酸性含釩溶液體系對除錳劑及除錳方法選擇的具體要求，在理論上過硫酸銨氧化法、萃取法和離子交換法適用于該體系中雜質(zhì)錳的脫除，但具體脫除效果、操作條件和作用機理需進一步研究。

釩渣與Na₂O₂焙燒提釩技術(shù)的探索

邵勝琦, 岳宏瑞, 曹曉舟, 程功金, 劉建興, 薛向欣

2022, 43(1): 28-35. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.005

摘要(687) HTML (240) PDF(58)

摘要:
將釩渣與過氧化鈉（Na₂O₂）混和，經(jīng)壓塊、焙燒、水浸等處理工藝，將釩富集到V₂O₅中。研究了焙燒溫度、壓塊壓力、焙燒時間、Na₂O₂加入量、浸出溫度等因素對釩浸出率的影響。結(jié)果表明，當(dāng)Na₂O₂與釩渣中V₂O₅的摩爾比在0.5∶1～4∶1、焙燒溫度在700～1000 ℃、壓塊壓力在1～25 MPa范圍內(nèi)變化時，釩浸出率均呈現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律，且當(dāng)鈉釩比（Na₂O₂/V₂O₅）為3∶1、焙燒溫度為850 ℃、壓塊壓力為5 MPa時釩浸出率最大，為95.57%。焙燒時間在0.5～2.5 h、浸出溫度在60～100 ℃時，釩浸出率出現(xiàn)波動，在焙燒時間為2.5 h、浸出溫度為80 ℃時達到最大值。最優(yōu)試驗條件下，釩浸出率為95.57%。同時，使用X射線衍射分析儀和電子探針分析和表征了焙燒熟料中的物相及其分布規(guī)律。結(jié)果表明，焙燒后熟料中主要的物相有Fe₂O₃，F(xiàn)e₃O₄，Ca(TiO₃)，Na₃VO₄，Mg_0.165Mn_0.835O等。最后，將熟料加入銨鹽再經(jīng)過沉淀和煅燒處理得到質(zhì)量分數(shù)為96.84%的V₂O₅。

海綿鈦中雜質(zhì)元素Al來源及控制技術(shù)研究

朵云霞, 王麗娟, 李儀, 魏治中

2022, 43(1): 36-39. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.006

摘要(445) HTML (101) PDF(55)

摘要:
對克勞爾法生產(chǎn)過程海綿鈦中Al雜質(zhì)的來源進行了分析，主要為原料四氯化鈦以及原料鎂所引入。隨后主要對四氯化鈦的Al雜質(zhì)元素的來源進行分析，采取在氯化工序中通水蒸氣的措施進行除鋁，當(dāng)通水量在10 kg/h時，就能達到84.22%的除鋁效果；同時對原料鎂中帶入的Al的來源進行分析，并通過加入精煉劑來進行除雜，當(dāng)精煉劑加入量達到20 kg/t時，除雜效果優(yōu)異。又因為海綿鈦鈦坨在生成期間，受反應(yīng)過程影響，雜質(zhì)元素Al在海綿鈦中分布并不均勻，因此要生產(chǎn)高質(zhì)量海綿鈦，需要從源頭進行Al元素的除雜。

Si對(Ti₅Si₃+TiBw)/TC11組織與性能影響

鐘亮, 付玉, 王蔭洋, 韓俊剛, 曹召勛, 宋運坤, 李雷, 徐永東

2022, 43(1): 40-47. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.007

摘要(750) HTML (220) PDF(33)

摘要:
采用粉末冶金法制備原位自生網(wǎng)狀(Ti₅Si₃+TiBw)/TC11復(fù)合材料，對其金相組織、微觀形貌、力學(xué)性能與斷口進行研究分析。結(jié)果表明：TiBw 、部分Ti₅Si₃分布于基體顆粒周圍，呈準(zhǔn)連續(xù)網(wǎng)狀分布；其余Ti₅Si₃分布于基體周圍、β-Ti內(nèi)、α-Ti與β-Ti相界處。隨著Si元素的增加，原位生成Ti₅Si₃增多，α-Ti由長片狀變?yōu)槎贪魻畈②呄蛴诘容S狀，有明顯細化組織作用。TiBw、Ti₅Si₃起到載荷傳遞、強化相界等作用，一方面Ti₅Si₃、TiBw 降低基體連通性，另一方面細化組織；復(fù)合材料強度提高的同時犧牲了部分塑性。隨著Si元素的增加，復(fù)合材料強度、塑性先增加后降低。(2vol.%Ti₅Si₃ + 5vol.%TiBw)/TC11具有最高的抗拉強度和抗壓強度，分別為 1105.8 MPa和1870.6 MPa，具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能。 (Ti₅Si₃+TiBw)/TC11斷口形貌以韌窩為主，在斷裂過程中 (Ti₅Si₃+TiBw) 起到減緩裂紋擴展的作用。

熱處理工藝對ZTC4鈦合金顯微組織及性能的影響研究

冉興, 王哲, 呂志剛, 曹建, 陳垚, 楊朝榮, 李培杰

2022, 43(1): 48-52. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.008

摘要(581) HTML (188) PDF(62)

摘要:
采用金相顯微鏡(OM)研究了熱處理制度對ZTC4鈦合金顯微組織的演變規(guī)律，以及顯微組織對力學(xué)性能的影響關(guān)系。結(jié)果表明：ZTC4鈦合金鑄件由馬氏體α′相組成，進行退火以及熱等靜壓+退火熱處理后，顯微組織均為典型魏氏組織。ZTC4鈦合金鑄件退火后抗拉強度可達955 MPa，其延伸率和斷面收縮率分別為8.8%和13.1%。采用熱等靜壓+退火熱處理后，抗拉強度降低至892 MPa，但其延伸率和斷面收縮率升高至11.2%和21.4%。采用熱等靜壓熱處理，可破碎原始β相晶粒，形成破碎的晶界α相，提高ZTC4鈦合金塑性性能。

薄壁TC4鈦合金激光焊縫成型與性能調(diào)控研究進展

于航, 李軍兆, 張望成, 孫清潔

2022, 43(1): 53-66. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.009

摘要(908) HTML (120) PDF(80)

摘要:
TC4鈦合金的焊接工藝及焊接性研究一直受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，主要綜述了目前激光焊工藝對薄壁TC4鈦合金焊縫幾何形狀、顯微組織及力學(xué)性能影響的研究進展。簡要分析了激光焊接工藝對焊縫幾何形狀及焊縫顯微組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律，并對焊縫幾何形狀和顯微組織的轉(zhuǎn)變機理進行了探討。研究發(fā)現(xiàn)，激光焊焊縫幾何形狀的變化主要原因在于焊接熱輸入的變化導(dǎo)致焊接過程中激光焊匙孔形狀及模式發(fā)生了改變；焊接熱輸入的增加會引起顯微組織的轉(zhuǎn)變，焊縫金屬中針狀馬氏體α'相是主要的強化相，塊狀α_m和魏氏α相是主要的韌性相；應(yīng)對激光能量進行嚴(yán)格的控制，以便在實際生產(chǎn)應(yīng)用中提高焊接質(zhì)量。

P對V-Mo/Ti脫硝催化劑的性能影響研究

黃力, 王虎, 縱宇浩, 常崢峰, 高義博, 李金珂, 于洋

2022, 43(1): 67-73. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.010

摘要(500) HTML (146) PDF(44)

摘要:
為提升工業(yè)V-Mo/Ti脫硝催化劑的活性，采用浸漬法對其進行P改性。使用XRD、N₂-吸附脫附、XPS、H₂-TPR、UV-vis等表征手段對催化劑的物化性質(zhì)進行分析。隨后，在固定床微型反應(yīng)器上測試了催化劑的脫硝活性。結(jié)果顯示，向V-Mo/Ti催化劑上負載P后，催化劑的晶型和孔結(jié)構(gòu)無明顯變化。P促進了催化劑上聚合釩的生成，導(dǎo)致催化劑(V³⁺+V⁴⁺)/V⁵⁺比率、化學(xué)吸附氧含量的增加。煅燒溫度的提升則會進一步促進這個增長趨勢，這對催化劑脫硝活性的提升有積極的影響。此外，P的負載還會影響催化劑的酸性。當(dāng)煅燒溫度較低(≤500 ℃)時，V-Mo-P/Ti催化劑的酸量較高。繼續(xù)升高煅燒溫度，催化劑上的P₂O₅增加，導(dǎo)致其酸性下降。500 ℃煅燒制得的催化劑體現(xiàn)了優(yōu)良的脫硝活性和抗SO₂、H₂O性能，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

釩-氮共摻雜含鈦高爐渣光催化優(yōu)化研究

霍紅英, 同艷維

2022, 43(1): 74-79. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.011

摘要(556) HTML (149) PDF(28)

摘要:
為了實現(xiàn)含鈦高爐渣的高附加值、合理的綜合利用問題，利用其含TiO₂可制備光催化劑的特點，以攀鋼含鈦高爐渣為原料，以硝酸銨為氮源，以偏釩酸銨為釩源，采用高溫固相燒結(jié)法摻入釩源，液相法摻入氮源的分步摻雜的方式制備了釩-氮共摻雜含鈦高爐渣光催化材料，在紫外光下，以亞甲基藍為模擬污染物，選取摻雜量、煅燒溫度及煅燒時間為影響因素，評價其光催化活性；并用SEM、XRD手段對催化劑進行了表征。結(jié)果表明：釩、氮共摻雜對高爐渣的物相晶型影響較小，但能夠增大其比表面積，提高其光催化活性；在煅燒溫度300 ℃、N-Ti摩爾摻雜比30%、偏釩酸銨-TiO₂質(zhì)量百分比45%、煅燒時間2 h時，制備的釩-氮共摻雜含鈦高爐渣光催化劑降解率達到97.0%，比未摻雜之前提高了47.0%。

鍛造設(shè)備對TA15鈦合金顯微組織及性能的影響研究

王哲, 何健, 張帥, 劉程程, 郭明輝

2022, 43(1): 80-84. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.012

摘要(268) HTML (89) PDF(32)

摘要:
采用Deform軟件對TA15鈦合金在液壓和錘壓鍛造條件下的變形進行模擬并采用兩種鍛造設(shè)備進行生產(chǎn)對比，結(jié)果表明：采用Deform軟件液壓模塊對TA15鈦合金進行鍛造，等效應(yīng)變沿厚度方向呈對稱分布，中心位置等效應(yīng)變最大，而采用錘擊模塊進行模擬，近下模位置等效應(yīng)變較小，近上模具位置等效應(yīng)變較大。TA15鈦合金鍛件中心位置片層α相厚度均粗于表層片層α相，采用400 kJ對擊錘生產(chǎn)的TA15鈦合金鍛件，相較于100 MN油壓機生產(chǎn)鍛件，片層α相厚度較小。TA15鈦合金鍛件表層位置抗拉強度均高于其中心位置，采用400 kJ對擊錘生產(chǎn)的TA15鈦合金鍛件抗拉強度較高。

Fe³⁺/GO-TiO₂薄膜光催化降解飲用水中消毒副產(chǎn)物TCM的研究

李雨霏, 劉昱

2022, 43(1): 85-90. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.013

摘要(408) HTML (133) PDF(33)

摘要:
通過溶膠凝膠法在玻璃基片上制得不同配比Fe³⁺摻雜量的GO-TiO₂薄膜，對樣品采用X-射線衍射和紫外可見光譜分析進行表征。在功率20 W，波長254 nm紫外燈下照射210 min光催化降解三氯甲烷(TCM),考察Fe³⁺摻雜比例、薄膜焙燒溫度、薄膜層數(shù)及薄膜復(fù)用次數(shù)四方面對降解率的影響。結(jié)果表明，制得的樣品均為銳鈦礦型，F(xiàn)e³⁺的摻雜使晶體粒徑縮小且發(fā)生了紅移現(xiàn)象。對TCM的降解效果隨著Fe³⁺摻雜比例的增大而提高，400 ℃下焙燒形成的薄膜最佳。無論Fe³⁺摻雜與否，多次覆膜均能提高TCM降解率。各個薄膜在重復(fù)使用四次后降解能力趨于穩(wěn)定。

超聲波增強煉鋼渣中鈣的浸出用于CO₂礦物封存

劉建平, 陳林, 宇文超, 劉秉國, 郭勝惠

2022, 43(1): 91-98. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.014

摘要(366) HTML (101) PDF(39)

摘要:
煉鋼渣是一種含有大量硅酸鈣的堿性廢物，可用于鋼鐵企業(yè)捕獲CO₂并合成高附加值的CaCO₃。在此研究了在乙酸溶液中超聲對煉鋼渣中Ca的浸出率和選擇性提取率的影響。試驗結(jié)果表明，超聲功率、液固比和乙酸溶液的初始濃度與Ca的浸出率呈正相關(guān)，但煉鋼渣的粒度和溫度與Ca的浸出率呈負相關(guān)。溫度和乙酸溶液的初始濃度與Ca的選擇性提取率呈負相關(guān)。此外，超聲功率和固液比對Ca的選擇性提取率影響不大，但增加超聲功率和固液比會增加非鈣雜質(zhì)元素的浸出率。在0.5 mol/L乙酸水溶液中提取0.96 μm以下煉鋼渣中的鈣，反應(yīng)40 min后Ca的選擇性提取率高達96.7%。在浸出過程中，超聲可以有效打破和去除煉鋼渣顆粒表面殘留的二氧化硅形成的多孔鈍化層，提高Ca的浸出率。

低含釩剛玉渣直接熔煉制備硅釩合金研究

李亮

2022, 43(1): 99-104. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.015

摘要(300) HTML (88) PDF(33)

摘要:
剛玉渣是采用鋁熱法冶煉50或80釩鐵過程中產(chǎn)生的固體廢渣，為了提高含釩剛玉渣的利用價值，試驗以剛玉渣、硅鐵、石灰石、碳化鈣和碳酸鈉為主要原料，采用電爐熔煉制備硅釩合金。選擇石灰石作為造渣劑，研究了石灰石添加量對渣的物相和釩收率的影響，結(jié)果表明：終渣中CaO含量為22%時，釩的回收率可以達到96.5%；選擇硅鐵作為還原劑，當(dāng)配硅系數(shù)增加到105%時，釩的回收率增加到最大值96.2%；選擇碳化鈣作脫磷劑，CaC₂添加量達3.5%時，脫磷率增加到最大值72%；采用CaO+2%Na₂CO₃組合進行脫硫，渣中CaO含量由16%增加到22%時，脫硫率由70%增加到86%。

高鈦重礦渣混凝土破壞機理及數(shù)值模擬

王浩, 李小偉, 王軍

2022, 43(1): 105-112. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.016

摘要(430) HTML (137) PDF(31)

摘要:
進行了高鈦重礦渣混凝土和普通混凝土配合比試驗設(shè)計，分別制作了4組混凝土立方體試塊和棱柱體試塊并進行強度測試，通過PFC離散元軟件標(biāo)定了高鈦重礦渣混凝土與普通混凝土試件的細觀力學(xué)參數(shù)，模擬了高鈦重礦渣混凝土和普通混凝土棱柱體試件受壓破壞，分析了高鈦重礦渣混凝土棱柱體試件破壞現(xiàn)象和破壞機理。研究結(jié)果表明,高鈦重礦渣骨料內(nèi)部的孔洞會削弱骨料的強度；高鈦重礦渣骨料的粗糙表面會提高界面過渡區(qū)的粘結(jié)強度；高鈦重礦渣混凝土破壞形態(tài)與普通混凝土破壞形態(tài)不一致，高鈦重礦渣混凝土破壞時形成的破壞面會穿越骨料與硬化砂漿，而普通混凝土破壞時形成的破壞面會沿著界面過渡區(qū)穿越硬化砂漿。

氫氣協(xié)同生物質(zhì)還原釩鈦磁鐵礦試驗研究

袁藝旁, 周玉青, 洪陸闊, 李亞強, 艾立群, 劉澤華, 雷悅

2022, 43(1): 113-118. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.017

摘要(454) HTML (130) PDF(52)

摘要:
針對釩鈦磁鐵礦所含元素較多、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且鐵鈦緊密共生等特殊的物化性質(zhì)以及充分綜合利用難度較大的問題，研究了高溫下釩鈦磁鐵礦與Na₂CO₃反應(yīng)之后其物相的變化，討論了溫度以及生物質(zhì)木屑對還原產(chǎn)物金屬化率的影響。結(jié)果表明，Na₂CO₃的加入可促進釩鈦磁鐵礦與H₂反應(yīng)，降低H₂還原釩鈦磁鐵礦中鐵鈦氧化物的難度；H₂還原釩鈦磁鐵礦時，升高溫度和在釩鈦磁鐵礦中加入生物質(zhì)木屑均對還原有利。在加熱溫度為1100 ℃時，釩鈦磁鐵礦金屬化率可達80.22%，相同條件下加入生物質(zhì)木屑可使還原產(chǎn)物的金屬化率提升至84.47%。采用H₂還原釩鈦磁鐵礦的同時加入生物質(zhì)木屑，有望實現(xiàn)鐵的高效富集。

激光熔絲增材制造低合金鋼的微觀組織及性能研究

劉旭明, 張大越, 張建, 李彬周, 趙陽, 王軍生

2022, 43(1): 119-124. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.018

摘要(372) HTML (116) PDF(39)

摘要:
通過清潔煉鋼、熱軋、拉拔工藝開發(fā)了增材制造專用的低合金鋼絲，并用此鋼絲進行了激光3D打印試驗。打印件的力學(xué)性能分別為屈服強度857 MPa、抗拉強度930 MPa、延伸率18%，?40℃的平均低溫沖擊韌性達到了118 J，可以滿足900 MPa級海工用增材制造的使用。通過掃描電鏡、透射電鏡對打印件微觀組織的分析，發(fā)現(xiàn)微觀組織為粒狀貝氏體、板條狀貝氏體和彌散分布的馬奧島（M-A）組織，在貝氏體基體上彌散分布的馬奧島組織可以同時提高打印件的拉伸性能和沖擊性能。

RH鋁脫氧后夾雜物碰撞聚合去除的數(shù)學(xué)模型

郝赳赳

2022, 43(1): 125-130. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.019

摘要(293) HTML (77) PDF(39)

摘要:
在夾雜物碰撞經(jīng)典聚合模型的基礎(chǔ)上，使用了指數(shù)級增長的夾雜物分組方式，建立RH鋁氧反應(yīng)生成夾雜物、夾雜物碰撞聚合和夾雜物去除過程的數(shù)學(xué)模型，從而對RH冶煉過程夾雜物的質(zhì)量分數(shù)及分布進行預(yù)測。得到結(jié)論如下：模擬結(jié)果與文獻給出數(shù)據(jù)有很好的吻合度，模型真實可靠。夾雜物質(zhì)量分數(shù)隨著金屬鋁的加入而快速增加，循環(huán)300 s后，夾雜物的總質(zhì)量分數(shù)從最開始的0升至0.065%左右，夾雜物質(zhì)量分數(shù)達到最大值，繼而在上浮、壁面吸附和頂渣吸附的作用下去除。經(jīng)過900 s左右的鋼液循環(huán)后，夾雜物的總質(zhì)量分數(shù)降至0.01%左右，其整體去除率在84.6%左右，說明RH循環(huán)對夾雜物有很好的去除作用。加鋁后900 s，2 μm和50.8 μm的夾雜物質(zhì)量分數(shù)的最大值分別為0.00002%和0.0078%。

結(jié)晶器電磁攪拌對方坯中非金屬夾雜物去除的影響研究

王勇

2022, 43(1): 131-134, 151. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.020

摘要(375) HTML (119) PDF(34)

摘要:
電磁力影響金屬熔體中非金屬夾雜物的分布及顆粒的傳輸速度，根據(jù)這一原理，進行了結(jié)晶器電磁攪拌對方坯中非金屬夾雜物去除影響的試驗研究。采用200、250 A和300 A這3種不同的EMS電流對方坯坯料進行了夾雜物分離和去除的試驗，并采集樣品進行能譜分析。結(jié)果表明，當(dāng)結(jié)晶器的電磁攪拌參數(shù)為300 A電流和3 Hz頻率時，鑄坯中的非金屬夾雜物控制效果最佳，比不采用電磁攪拌減少了35%。

振動條件下金屬凝固過程的研究現(xiàn)狀與展望

楊寶, 張慧, 王明林, 趙文博, 劉斌, 劉帥

2022, 43(1): 135-144. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.021

摘要(575) HTML (100) PDF(42)

摘要:
介紹了振動被引入金屬凝固過程的發(fā)展歷程，重點歸納了機械振動技術(shù)、振動激發(fā)形核技術(shù)、超聲振動技術(shù)和脈沖磁致振蕩技術(shù)運用于金屬凝固過程控制的振動方式、應(yīng)用領(lǐng)域、冶金效果及優(yōu)缺點，總結(jié)了四種振動產(chǎn)生的方式和機理，概述了振動對金屬液凝固的影響及具體形式，總結(jié)了現(xiàn)有振動改善凝固組織的機理和振動技術(shù)在金屬凝固過程中的研究現(xiàn)狀，最后對幾種控制金屬凝固的振動技術(shù)做了簡要分析，并對其后續(xù)發(fā)展做了簡單的展望，為以后研究振動技術(shù)在凝固過程中應(yīng)用的學(xué)者提供一個參考。

高溫高應(yīng)變率對06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼動態(tài)力學(xué)性能的影響

張繼林, 賈海深, 易湘斌, 竇建明, 唐林虎, 秦娟娟, 徐創(chuàng)文

2022, 43(1): 145-151. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.022

摘要(791) HTML (181) PDF(52)

摘要:
采用高溫分離式霍普金森（High Temperature Split Hopkinson Pressure Bar）動態(tài)試驗裝置，研究了06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼在溫度25～300 ℃和應(yīng)變率1000 ～3000 s^?1下的動態(tài)力學(xué)性能。結(jié)果表明，06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼在1000～3000 s^?1范圍內(nèi)表現(xiàn)出應(yīng)變率強化效應(yīng)，在25～300 ℃范圍內(nèi)表現(xiàn)出溫度軟化效應(yīng)。利用掃描電子顯微鏡(SEM)對應(yīng)變率為3000 s^?1的變形試樣進行微觀組織研究。結(jié)果表明，高應(yīng)變率下，變形帶密度大，隨著變形溫度的增加變形帶密度降低。

鑄鐵表面激光熔覆1725/WC復(fù)合涂層工藝參數(shù)優(yōu)化

楊海麗, 周海寬, 張凱奕

2022, 43(1): 152-157. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.023

摘要(409) HTML (144) PDF(42)

摘要:
采用激光熔覆技術(shù)在鑄鐵表面制備了1725/WC復(fù)合涂層，利用正交試驗考察了激光功率、掃描速度及送粉率等因素對熔覆層稀釋率和硬度的影響。結(jié)果表明：各因素對熔覆層稀釋率影響的主次順序為激光功率＞送粉率＞掃描速度。對熔覆層表面顯微硬度影響的主次順序為送粉率＞激光功率＞掃描速度。最優(yōu)工藝參數(shù)為激光功率2 000 W，掃描速度15 mm/s，送粉率10 g/min。按最優(yōu)工藝制備的1725/WC復(fù)合涂層成形質(zhì)量較好，WC分布較均勻，熔覆層的平均硬度(HV0.2)為483.0。

Ti處理工藝對鋼中夾雜物的影響

肖愛達, 鄭慶, 梁亮, 周劍豐, 謝世正, 王勃, 張波, 劉春泉

2022, 43(1): 158-164. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.024

摘要(477) HTML (94) PDF(59)

摘要:
采用模擬計算和試驗相結(jié)合的方式研究了加Ti處理對鋼中夾雜物的影響，探明了含Ti氧化物夾雜物的形成條件及演變過程。研究結(jié)果表明：在1600 ℃溫度下，當(dāng)鋼中[O]含量大于22×10^?6時，才會生成含Ti氧化物夾雜物。同時，由于鋼中[Als]的存在會抑制含Ti氧化物夾雜的生成，要求在冶煉過程中盡可能避免采用金屬Al進行脫氧處理；當(dāng)Ti處理前鋼中[O]含量在80×10^?6以內(nèi)時，隨著[O]含量的增加，夾雜物尺寸未見明顯變化；在Ti處理結(jié)束后加入Ca粒可對夾雜物進行改性處理，促使MnS在夾雜物上形核，從而有利于促進晶內(nèi)針狀鐵素體的形成。

SO₄^2?濃度對含Cl^?溶液中304不銹鋼腐蝕損傷影響

蘇建文, 董小平, 高騰遠, 張昭卿, 孫振鐸, 蘇丹丹

2022, 43(1): 165-173. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.025

摘要(497) HTML (229) PDF(31)

摘要:
為了研究SO₄^2?對含有0.7 mol/L Cl^?溶液中304不銹鋼腐蝕損傷的影響，采用聲發(fā)射技術(shù)與形貌觀察技術(shù)分別測試試樣腐蝕過程中產(chǎn)生的聲信號和腐蝕前后試樣表面形貌。結(jié)果表明：在Cl^?/SO₄^2?溶液中，隨著SO₄^2?濃度的增加，304不銹鋼腐蝕過程產(chǎn)生的AE信號相對能量與幅度較大值、撞擊累積數(shù)曲線斜率、持續(xù)時間等參數(shù)先減小后增加；腐蝕坑與龜裂塊狀的腐蝕產(chǎn)物數(shù)量先減少后增加，由龜裂腐蝕產(chǎn)物引起的表面疏松程度先緊密后疏松。試樣腐蝕損傷發(fā)生的時間因SO₄^2?離子濃度不同，0、0.10、0.25和0.40 mol/L時試樣損傷發(fā)生的時間段分別為腐蝕的前中期、前期、后期以及全程時間段。腐蝕損傷程度由強到弱的順序為0 mol/L> 0.40 mol/L> 0.10 mol/L > 0.25 mol/L。綜合試樣腐蝕形貌與聲發(fā)射參數(shù)，在本試驗范圍內(nèi)，對于含0.7 mol/L Cl^?溶液中，為了減輕304不銹鋼腐蝕發(fā)生，添加SO₄^2?離子的適宜濃度為0.25 mol/L。

稀土變質(zhì)劑對熱沖壓成型鋼夾雜物形貌及尺寸分布的影響

楊麗, 孫雅平, 李永亮, 陳彤, 孫天昊

2022, 43(1): 174-179. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.026

摘要(442) HTML (170) PDF(12)

摘要:
利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡等手段研究了稀土變質(zhì)劑對1 500 MPa級熱沖壓成型用鋼夾雜物形貌、尺寸和分布狀態(tài)的影響，并在此基礎(chǔ)上對鋼的顯微組織和常溫塑性進行了對比評價。結(jié)果顯示：添加稀土變質(zhì)劑后，鑄坯中心偏析現(xiàn)象消失；與未進行變質(zhì)劑處理的鋼相比，粗大的D類質(zhì)點夾雜物顯著降低，但D類夾雜的密度并未減少；產(chǎn)品的顯微組織得到有效細化，常溫塑性顯著提高，對材料性能提升效果顯著。

新型含鈦建筑高強鋼的組織與性能研究

楊明, 劉芳, 陳久權(quán), 趙立夏

2022, 43(1): 180-184. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.027

摘要(292) HTML (74) PDF(21)

摘要:
進行了不同鈦含量的Fe-Si-Mn-C-Ti系建筑高強鋼顯微組織，以及耐腐蝕性能和耐磨損性能的測試與分析。結(jié)果表明，添加合金元素鈦，有助于細化試驗鋼的內(nèi)部組織，提高耐腐蝕性能和耐磨損性能。隨鋼中鈦含量從0逐步增至0.15%，試驗鋼的內(nèi)部組織先細化后粗化，腐蝕電位先正移后負移，磨損體積先減小后增大，耐腐蝕性能和耐磨損性能先提高后下降。與不添加鈦相比，添加0.06%鈦含量時，試驗鋼的腐蝕電位正移91 mV，磨損體積減小9×10^?3 mm³，耐腐蝕性能顯著提高。不添加鈦時，F(xiàn)e-Si-Mn-C試驗鋼中由基體Fe和M₃C碳化物組成；當(dāng)合金元素鈦含量0.02%～0.06%時，試驗鋼由基體Fe、TiC和M₃C碳化物組成；當(dāng)合金元素鈦含量0.15%時，試驗鋼由基體Fe、TiC、TiN和M₃C碳化物組成。

HC冷連軋機彎輥力飽和分析及調(diào)控策略

周一林

2022, 43(1): 185-189, 196. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.028

摘要(305) HTML (125) PDF(23)

摘要:
四機架六輥HC冷連軋機組末機架在采用光輥軋制時，工作輥彎輥力常處于飽和狀態(tài)，致使板形調(diào)控能力不足，板形缺陷很難消除或進一步降低，影響了板形質(zhì)量的持續(xù)提升。為此，收集并統(tǒng)計了部分熱軋卷的板凸度及其分布，結(jié)合前三機架彎輥力的分布特點，分析了熱軋來料凸度與冷軋末機架承載輥縫形狀的匹配關(guān)系及對彎輥力的影響。同時分析了利用中間輥負竄來降低彎輥力的在線調(diào)整方法對帶鋼表面質(zhì)量的影響。在此基礎(chǔ)上，提出了采用多段式凸度輥輥型來解決末機架彎輥力飽和的調(diào)控策略。在分析輥型參數(shù)對板形影響的基礎(chǔ)上，通過多次凸度工作輥軋制試驗，獲得了較優(yōu)的六次多項式輥型參數(shù)。輥型試驗結(jié)果也表明，在末機架采用五段式正凸度工作輥可增大彎輥的調(diào)節(jié)能力，減小中間輥負竄量，能有效地解決末機架彎輥力飽和的問題，可進一步提升帶鋼板形質(zhì)量。

SAE1144易切削鋼八角棒表面裂紋缺陷分析

王高峰, 鐘亮美, 周楠, 張志明, 付建勛

2022, 43(1): 190-196. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.029

摘要(406) HTML (206) PDF(39)

摘要:
采用光學(xué)顯微鏡、小樣電解、掃描電鏡及能譜、ImageJ軟件等分析檢測方法，對SAE1144易切削鋼由18 mm圓棒冷拉拔至15 mm八角棒過程中產(chǎn)生表面裂紋的區(qū)域進行研究。結(jié)果表明：八角棒裂紋擴展區(qū)有大顆粒狀MnS夾雜、細長條形團簇狀MnS夾雜以及大塊的FeO夾雜，開裂面有大量密集的細長條狀MnS；而大塊的FeO夾雜是裂紋產(chǎn)生的微裂紋源，大顆粒狀MnS夾雜、細長條形團簇狀MnS夾雜是裂紋擴展的主要原因。

留言板

2022年第43卷第1期

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