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從鈦的資源分布、生產加工、應用領域、相關企業分布格局等方面，就我國鈦工業發展歷史、現狀進行了較為系統的總結，分析了當下面臨的產能過剩與供需失衡、產業結構亟待優化、上層設計與下層產業聯動不夠、技術創新與產業升級的需求迫切、資源與環境約束的雙重挑戰、國內外市場的競爭加劇困境，對我國鈦工業發展提出了優化成本結構與拓展應用領域、建立鈦材高質化利用協同新機制與高能級跨區域創新平臺、保障激勵體系以強化合作機制、發揮戰略腹地作用的建議展望，以期為川渝地區鈦及鈦合金產業發揮重要戰略作用提供參考。

釩鉻在自然界中常以伴生礦物—釩鈦磁鐵礦的形式共存，這一特性在資源提取階段對釩鉻的高效分離構成了顯著的技術挑戰，鑒于這一問題，系統分析了目前提釩工藝中普遍采用的幾種釩鉻分離技術，如化學沉淀法、離子交換法和溶劑萃取法等在應用過程中表現出的優勢和存在的問題。指出探索更加高效、經濟的釩鉻分離方法是當前研究的重點，同時，未來的釩鉻分離技術上應加強環保技術的研究與應用，解決分離過程中產生的廢水、廢渣等環境問題，從而實現高效、綠色、可持續生產。

以攀鋼西昌釩廠的酸性鈣化釩液為研究對象，針對其低酸高釩、除雜困難的特點，采用萃取除雜工藝針對性地去除Mn²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺陽離子，考察了萃取過程的主要影響因素。確定的最佳萃取參數為：有機相配比20% P204+80% 260^#溶劑油，氨水皂化，皂化率100%，萃取劑相比為O/A=2:1，單級萃取時間為5 min，釩液初始pH值為2.9，Mn、Ca的單級萃取率可達到98%以上，萃取后釩液中Mn的含量為0.05 g/L，Ca、Fe、Al的濃度均小于0.1 g/L。

針對目前石煤提釩環保和節能要求逐年提高的情況，開發了一種熟化水浸-萃取分離-沉釩煅燒的常壓濕法清潔提取五氧化二釩工藝路線，以湖南岳陽某地石煤礦為原料，采用保溫保濕濃H₂SO₄熟化浸出處理，同時對萃取、反萃和產品制備全過程進行了研究。試驗結果表明，在礦物粒度100 μm占98.3%，拌水量10%，酸用量18%，熟化溫度120 ℃，熟化時間8 h，水浸液固比2:1，室溫下攪拌浸出2 h條件下，釩浸出率達到87.8%。采用P204進行萃取，在pH=2.2時，經過5級單級萃取，釩萃取率已達98%，反萃4級可達99%以上的反萃率，在pH=1.0進行沉釩，多釩酸鹽在600 ℃下煅燒2 h，V₂O₅產品達到國家標準要求。

硫酸法鈦白生產工藝中，鹽處理劑的選擇對金紅石二氧化鈦晶體的表面性質有著重大影響，有必要對不同鹽處理劑造成的鈦白粉表面性質差異進行深入研究，揭示不同鹽處理劑所引發的表面性質差異。采用SEM、XPS、BET等儀器分別研究了鋅系鹽處理和鋁系鹽處理的金紅石樣品的表面形貌、晶體表面缺陷、表面羥基的差異。結果表明：鋁系鹽處理的金紅石樣品呈現長條形，在沉降過程中受更大的沉降阻力，且鋁系鹽處理金紅石樣品表面存在更多的晶體缺陷、表面羥基，同時對水分子的解離作用更明顯，在水分散體系有更高的表面電位，更容易形成更穩定的分散體系。

研究了不同Ru含量合金化對純Ti微觀組織結構和電化學行為的影響，以改善鈦雙極板在質子交換膜水電解環境中的耐蝕性和電導率。結果表明，隨著Ru含量的增加， α-Ti 等軸晶細化，耐蝕性提高。韋伯阻抗出現在開路電位下阻抗譜的低頻區域。當Ru含量低于0.08%時，0.8 V vs Ref極化6 h的鈍化膜表現出p型半導體行為，電導率保持恒定。

針對Ti-6Al-4V鈦合金鍛棒中超聲波探傷出現異常雜波的問題，通過光學顯微鏡和掃描電鏡金相分析、顯微硬度、能譜、電子探針、背散射電子衍射等表征方法，在鍛棒中出現異常雜波的位置發現了不常見的富碳缺陷及其導致的裂紋缺陷。首先，在微觀組織中觀察到了一種被α相穩定區域環繞的斑塊特征。然后，通過化學成分和晶體學分析，確認了這種斑塊是具有有序FCC晶格的Ti₂C相，而環繞的α相穩定區域則是由硬α相組成。根據化學元素分布特點，推定缺陷來源是受到富含碳氮等元素的異物污染的原材料。在鍛造變形過程中，微裂紋在Ti₂C/α相界形成，并向α相內擴展。微裂紋最終突破Ti₂C晶粒的裂尖橋接作用，匯合形成宏觀裂紋缺陷。

采用B_C路徑等通道雙轉角擠壓（ECDAP）方法成功制備出2道次工業純鈦。以3.5%NaCl腐蝕溶液為介質，對大塑性變形前后工業純鈦的電化學腐蝕行為進行了研究，獲得了開路電位、動電位極化曲線、電化學阻抗的變化規律。同時，測試分析了顯微硬度變化情況。結果表明，相比原始材料，ECDAP工藝制備的超細晶純鈦兼具更高的顯微硬度與更優異的耐腐蝕性能。2道次變形試樣顯微硬度(HV)達157.4，相比原始材料增幅為20.6%。單道次變形試樣的開路電位值高于原始材料，低于2道次變形試樣。在陽極氧化過程中，變形試樣的電流更加穩定，鈍化狀態更加不易被破壞。極化電阻結果表明，2道次變形試樣極化電阻最高，腐蝕過程中試樣越不容易出現點蝕。相比變形試樣，原始材料腐蝕表面點蝕坑數量更多，蝕孔又大又深。ECDAP變形處理試樣耐腐蝕性能優于原始材料，并且2道次ECDAP試樣耐腐蝕性能最佳。

對兩種不同冷軋變形量的TA1純鈦管采用不同溫度（450、470、490 ℃）進行退火處理，研究了變形量及退火溫度對純鈦管微觀組織形貌、織構演變及力學性能的影響。結果表明：小變形量純鈦冷軋管內部存在大量孿晶，主要以{

}<

壓縮孿晶和{

}

拉伸孿晶為主。增大變形量，純鈦冷軋管晶粒變形嚴重，孿晶數量減少且以壓縮孿晶為主。大變形量冷軋管具有強烈的<

>//AD織構，而小變形量冷軋管以基面雙峰織構為主。隨著退火溫度升高，大變形量無縫管再結晶含量逐漸增加。經490 ℃退火處理后，大變形量純鈦管再結晶程度達到50.5%，抗拉強度顯著降低，同時冷軋變形織構變弱，基面雙峰織構增強。而小變形無縫管退火后組織變化不明顯，強度下降趨勢平緩，組織由基面雙峰織構逐漸向<

>//AD織構轉變。

鈦合金棒材在生產加工過程中通常伴隨著形狀彎曲，熱張力矯直是一種有效的矯直方式。運用有限元模擬軟件ABAQUS建立了TC4棒材的熱張力矯直模型，系統研究了矯直溫度、保溫時間和拉伸伸長量等矯直工藝參數對棒材直線度和殘余應力的影響，并結合矯直物理試驗對矯直工藝參數進行優化。結果表明，矯直的溫度越高、保溫時間越長，熱拉伸量越大，TC4鈦合金棒材的直線度越小，殘余應力也越小；結合實際生產工況，確定750 ℃的矯直溫度，2%的熱拉伸量和10 s的保溫時間為TC4鈦合金棒材矯直的最佳工藝參數。

TC4鈦合金是α+β雙相鈦合金，密度低、比強度高、焊接性良好、耐腐蝕，在兵器、航空、航天、船舶和軌道等領域應用廣泛，是產品輕量化的重要材料之一。采用熔化極氣體保護焊（MIG），研究焊接電流(80～300 A)對熔滴過渡和焊縫成形的影響。結果表明：隨著焊接電流的增加，過渡方式由射滴過渡向射流過渡轉變，且在一個脈沖周期內由一滴轉變為多滴，最終形成液柱，等離子流力隨之增加，電弧形態由鐘罩形向錐狀過渡，在熔池中心形成猶如指狀的熔深，過渡時間減少，過渡頻率加快。焊接電流200～240 A時，熔滴過渡均勻，過渡方式為射滴過渡，電弧呈鐘罩形且挺度較好，過渡頻率較快，焊接過程穩定，焊縫成形良好，熔深、熔寬較大，余高較少，飛濺較少，此為推薦的焊接參數。

四方相鈦酸鋇的工業生產方法主要為固相法和水熱合成法，但存在顆粒大、粒徑分布不均勻及四方相含量低等問題。以氯化鋇、氯化鈦和草酸為原料，采用微通道合成法成功制備了四方相鈦酸鋇粉末，并與傳統共沉淀法進行了對比。XRD、SEM及TEM結果均表明，以微通道合成法制備的產品純度更高、粒徑更小、顆粒分布更均勻，其平均粒徑可達110 nm左右，粒徑分布范圍僅為±16 nm。該方法工藝簡單、易于實現批量生產，為高純度、小尺寸四方相鈦酸鋇的工業化生產奠定基礎。

高鈦型高爐渣作為普通工業固廢物，由于其TiO₂含量較高且主要礦物成分均為結晶性較強的穩定性礦物，致使其活性較低、利用率不高，大多處于堆積狀態。為更好地解決高鈦型高爐渣活性較低、利用率不高的問題，從高鈦型高爐渣粉特性入手，闡述了高鈦型高爐渣粉作為輔助性摻合料機械活化、化學激發、復合活化激發、復合其他摻合料共同激發的四種活性激發方式，并分析了四種活性激發方式的激發機理。同時，探討了高鈦型高爐渣粉作為輔助性摻合料對混凝土工作性能、力學性能、耐久性能的影響研究現狀與影響機理，評價了高鈦型高爐渣粉的環境性能及經濟效益，指出了高鈦型高爐渣粉活性激發存在的不足與活性提升發展方向，為高鈦型高爐渣實現更好的資源化利用提供參考。

為了改善高鈦礦渣集料混凝土的工作性及力學性能，提出采用磁化水制備高鈦礦渣集料混凝土，研究了不同流量磁化水對高鈦礦渣集料混凝土工作性、力學性能的影響規律，并對其微觀形貌及孔結構進行測試分析，結果表明：磁化水會改善高鈦礦渣集料混凝土的工作性和強度，增加其含氣量；但隨著磁化水流量的增大，改善效果減弱。當水流量為40 mL/s時，其坍落度、擴展度、28 d抗壓強度、60 d抗壓強度較自來水高鈦礦渣集料混凝土分別提升9.5%、14.9%、8.9%、11.6%。微觀測試結果表明，磁化水高鈦礦渣集料混凝土骨料與水泥基體裂紋較小，水化產物較多，未水化的水泥及礦物摻合料較少，反應程度更高，高鈦礦渣骨料與水泥基體間的“銷栓效應”進一步增強；且無害孔比例較高，有害孔比例較少，結構更加致密，進而強度較好。

以攀枝花某鈦精礦為例，通過化學多元素分析、AMICS礦物自動分析、電子探針分析、X射線衍射分析、掃描電鏡分析和光學顯微鏡鑒定等手段開展詳細的工藝礦物學研究，查明該鈦精礦中TiO₂含量為48.03%，TFe含量為33.93%，另含少量MgO、SiO₂、Al₂O₃、CaO等雜質組分；主要礦物為鈦鐵礦（91.00%），次要礦物為鈦磁鐵礦（1.41%），以及少量黃鐵礦（0.35%），另外含有少量輝石、綠泥石、榍石、橄欖石等脈石礦物（7.24%）；鈦元素主要以獨立礦物相形式賦存于鈦鐵礦、榍石中，分布率分別為99.50%、0.35%；其次以類質同象形式賦存于鈦磁鐵礦中，分布率為0.12%；確定該鈦精礦TiO₂理論品位為52.09%。研究認為鈦精礦中的部分鈦鐵礦與鈦磁鐵礦以固溶體分離結構緊密連生產出，通過傳統的選礦手段難以有效分離剔除；鈦精礦中存在少量含鎂、鈣、硅、鋁等雜質元素的脈石礦物，這些是鈦精礦品位難以提高的主要原因，應探索優化鈦精礦精選工藝流程及藥劑制度，有效剔除鈦精礦中的脈石礦物，從而提高鈦精礦品位，降低雜質含量。

對微波預處理前后釩鈦磁鐵礦進行不同磨礦時間的分批磨礦試驗，建立了微波預處理前后釩鈦磁鐵礦的m階磨礦動力學模型，分析了礦石粒度與磨礦時間對磨礦速度的影響。在磨礦初期，微裂紋數量是影響磨礦速度的主要因素，在磨礦中后期，磨礦概率成為影響磨礦速度的主要因素。微波預處理后粗粒級礦石（?3.350~+1.700 mm）的磨礦速度遠高于未處理礦石，而細粒級礦石（?0.057~+0.045 mm）的磨礦速度變化很小。采用微波熱力輔助釩鈦磁鐵礦磨礦有益于改善磨礦產品的粒度組成，從而提高選別效率及精礦質量。

連鑄過程中，因水口堵塞引發的結晶器內部鋼液流動畸變是影響鑄件質量和生產效率的關鍵因素之一。為解決此問題，文中提出多區域獨立可控電磁制動技術，以改善鋼液流態，減少水口堵塞帶來的負面影響。首先，選定板坯結晶器作為研究對象，構建電磁連鑄結晶器內鋼液流動與渣金界面行為分析模型；其次，對比分析無電磁制動、現行全幅一段電磁制動以及多區域獨立可控電磁制動作用下，結晶器內部鋼液非均勻流動特性與渣金界面的演變規律。模擬結果表明，在單側水口發生25%堵塞的情況下，相較于全幅一段電磁制動，多區域獨立可控電磁制動所產生的制動效應對非堵塞側結晶器內鋼液的流動控制效果更顯著。與未施加電磁制動時相比，當施加的磁場強度為0.3 T時，全幅一段電磁制動結晶器內非堵塞側鋼液表面最大流速和界面最大波高分別增加了16.7%和1.6%，而多區域獨立可控電磁制動結晶器內非堵塞側鋼液表面最大流速和界面最大波高分別降低了16.7%和48.4%。可見，采用多區域獨立可控電磁制動可實現分區域控制結晶器內部鋼液流動，從而改善流場的對稱性，并減少因水口堵塞引起的流動不對稱現象。

采用稀土Ce處理是超級奧氏體不銹鋼凝固組織調控研究的熱點，系統分析了中試500 kg級Ce處理7Mo超級奧氏體不銹鋼凝固相組織、夾雜物演變、元素偏析行為，為Ce處理7Mo超級奧氏體不銹鋼提供理論依據。結果表明，7Mo超級奧氏體不銹鋼非平衡凝固路徑為L→L+γ→L+γ+δ→L+γ+δ+σ→L+γ+σ→L+γ+σ+Cr₂N。降溫凝固過程中存在中間相δ相，凝固末期δ相會分解成σ相和γ₂相。鋼中主要析出第二相為富Cr和Mo的σ相，鑄態凝固組織由奧氏體相和σ相組成。7Mo超級奧氏體不銹鋼Ce處理后，鑄錠中的夾雜物主要為AlCeO₃和Al₁₁O₁₈Ce組成的復合夾雜物，其具有低錯配度AlCeO₃結構，可以作為異質形核核心。降溫凝固過程中Al脫氧能力增強，脫氧反應平衡被打破，導致Al₁₁O₁₈Ce包裹AlCeO₃形貌的夾雜物生成。鑄錠芯部微觀晶粒粗大，枝晶間微觀偏析嚴重，微觀晶粒尺寸是影響枝晶間微觀偏析的核心因素，微觀凝固組織晶粒尺寸降低可以有效改善晶粒內部各元素的偏析程度，降低枝晶間σ相中Mo、Cr含量。

為標定240 mm×240 mm斷面50CrV彈簧鋼方坯的凝固末端位置，確定凝固末端電磁攪拌的合理位置，對湘鋼方坯連鑄機開展射釘試驗，結果表明，彈簧鋼方坯綜合凝固系數為26.8 mm/min^1/2，在0.8 m/min和1.0 m/min拉速下，凝固終點位置分別為距彎月面16.2 m和19.8 m處，凝固末端電磁攪拌適宜位置為距彎月面7.18 m和8.84 m處。基于射釘試驗建立凝固傳熱模型，利用模型研究了不同連鑄工藝參數下的鑄坯凝固特征，據此可對現行連鑄參數進行優化與修正，充分發揮凝固末端電磁攪拌作用，減輕中心偏析，改善鑄坯質量，研究結果對現場實際具有一定指導意義。

以增材制造為代表的近凈成形工藝為難熔高熵合金復雜零部件制備提供了技術路徑，同時也對其粉末提出了較高的性能要求。綜述了難熔高熵合金成分設計準則以及各類元素對合金性能的影響，分析比較了其粉末制備的主要技術路線（機械合金化、等離子旋轉電極霧化和射頻等離子體球化）。指出了現有難熔高熵合金粉末在粉末冶金、激光熔覆、增材制造等領域的應用中存在的問題和解決辦法。

高溫合金中夾雜物是影響合金冶金質量和使用性能的主要因素，文中從冶煉工藝和原材料精選兩方面研究了GH4169真空感應冶煉過程夾雜物的控制方法。首先，用12噸級真空感應爐冶煉三爐次GH4169，配料裝料保持高度一致，主要差異是精煉溫度逐步增加，結果表明，隨溫度增加1 530 、1 560 、1 590 ℃，合金液與MgO坩堝的侵蝕還原反應愈加劇烈，非金屬夾雜物Al₂O₃、MgAl₂O₄被引入合金液，感應錠A端非金屬夾雜物數量密度遞增，分別為：83.716、171.180個/mm²和204.927個/mm²，所以應選擇低溫精煉，夾雜物含量降低50%以上，精煉溫度大約1 525 ～1 535 ℃，精煉真空度≤1.0 Pa，時長90～150 min。其次，選擇低溫精煉以降低精煉工藝對夾雜物的影響，對比原材料純凈度對夾雜物的影響，結果表明，選用純度更高的Cr、Nb和Ti原料進行冶煉，感應錠中夾雜物含量會降低30%以上。

通過配置有AZtecFeature自動夾雜物分析模塊的掃描電鏡-能譜儀（SEM-EDS）和Factsage熱力學計算，研究了國內某廠稀土NM450鋼生產過程中的Ca處理和Ce處理對鋼中夾雜物的演化過程的影響。結果表明：經過

%Ce處理，鋼液中主要夾雜物xCaO·yAl₂O₃被改性為低熔點xCaO·yAl₂O₃·zCe₂O₃、CeAlO₃+xCaO·yAl₂O₃、CeAlO₃+xCaO·yAl₂O₃+CaS和低熔點xCaO·yAl₂O₃·zCe₂O₃ +CaS夾雜物。Ce處理20 min后，鋼中約53%夾雜物被去除。鋼液中[Ce]擴散進入xCaO·yAl₂O₃形成低熔點xCaO·yAl₂O₃·zCe₂O₃夾雜物。鋼液中的xCaO·yAl₂O₃與[Ce]反應產生CeAlO₃，進而生成CeAlO₃+xCaO·yAl₂O₃夾雜物。二次Ca處理后，含Ce夾雜物種類沒有發生改變，盡管部分夾雜物轉化為液態夾雜物，但同時導致了夾雜物總體數量上升，且CaS成為了主要夾雜物。這表明現行Ce處理協同雙Ca處理的精煉工藝存在鈣處理過量的問題。

從蠕變損傷方程構建和有限元模擬兩方面對GH3128合金在950 ℃條件下的高溫蠕變行為進行分析。首先，結合K-R模型、Sinh模型及Liu-M模型進行蠕變損傷方程構建，繼而對模型壽命預測和損傷行為進行對比分析，發現應力100、90 MPa和80 MPa下壽命預測相對誤差最大僅為10.8%，累積相對誤差Sinh模型最小為18.3%。而對損傷行為的對比發現Sinh模型和Liu-M模型較K-R模型損傷演化過程要緩和，有利于在有限元模擬時網格的劃分，由此得出：對GH3128合金蠕變行為預測效果最好的是Sinh模型。最后，利用ABAQUS軟件中Creep子程序接口，通過二次開發編寫Sinh模型，有限元模擬的結果表明Sinh模型對GH3128合金蠕變行為分析較為準確和高效。

通過光學顯微鏡、掃描電鏡、拉伸試驗、維氏硬度計等設備分析了新開發的HB550低合金高強耐磨鋼的微觀組織和力學性能；利用磨損試驗機和多功能材料表面性能綜合測試儀研究了HB550馬氏體耐磨鋼在10、50 N和90 N載荷下的干滑動摩擦磨損行為和摩擦系數。結果表明，HB550低合金高強耐磨鋼組織為回火馬氏體，其屈服強度和抗拉強度均值分別為

MPa和1 874 MPa，5 mm厚度試樣在?40 ℃的低溫沖擊吸收功均值為18 J。隨著載荷的增加，HB550鋼的磨損失重呈先增加后下降趨勢，而摩擦系數單調降低。HB550鋼在低載荷下的磨損機制主要是磨粒磨損和黏著磨損，在高載荷下的磨損機制以黏著磨損為主，并伴隨著氧化磨損。試驗為HB550及以上高端耐磨鋼的開發和應用提供了理論基礎。

設計在X80熱煨彎管用鋼中添加不同含量的微合金元素Nb、V，并采用OM、SEM、TEM進行試樣微觀組織和析出相的觀察，利用拉伸試驗機和沖擊試驗機進行力學性能的測試，應用Thermo-calc軟件進行試驗鋼熱力學計算。結果表明：減少試驗鋼中的Nb或V含量后，試驗鋼的固溶強化分量降低；納米析出相的體積分數增加，平均直徑減小，試驗鋼的析出強化分量提高；細晶強化分量相差不大，最終試驗鋼的屈服強度和抗拉強度降低，而試驗鋼在?20 ℃的沖擊功顯著提高。研究證實，添加約0.02%Nb、0.04%V元素有助于改善X80熱煨彎管用鋼材料的強韌性匹配。

探究了不同碳鋼材料在不同溫度下的力學性能響應狀況，采用分子動力學建立仿真模型，通過三因素多水平正交試驗和響應面法建立回歸模型，研究C含量、空位比以及溫度對楊氏模量E和屈服強度Q的影響。在相同的C含量和空位比條件下，利用Matlab的隨機函數建立了50個模型，每種試驗條件進行50次仿真。統計楊氏模量和屈服極限的中位數作為反應材料力學性能的關鍵參數，建立響應面回歸模型。通過隨機選取10組仿真試驗驗證，成功地探究了不同因素對碳鋼力學性能的影響規律，得到了材料力學參數的可靠數學模型，并對材料成分組成進行了優化設計。

基于產線裝備特點設計開發了一種低成本780 MPa級冷軋增強成形性雙相鋼，并開展連續退火工藝對其組織性能影響的研究。結果表明：不同退火工藝條件下試驗鋼顯微組織主要為鐵素體與彌散分布的貝氏體、馬氏體和少量馬奧島；快冷結束溫度的提高有助于殘留奧氏體含量的提升，最高殘留奧氏體含量達到3.9%；殘留奧氏體呈薄膜狀或塊狀，多分布于B/F與F/F或B/M相界面處，殘留奧氏體發揮TRIP效應實現塑性提升。

從提高釩鈦高爐噴煤量及其穩定均勻性，進而降低噴吹能耗的目的出發，構建了規模和能力相當于

m³高爐噴煤系統的中試試驗裝置。在此基礎上開展了不同噴煤工藝及控制參數（二次補氣比例、加氣量與置換氣量比值、底部流化速度、出料方式）對提高噴煤量、固氣比和穩定性影響的研究。試驗結果表明，在管道噴吹氣體總流量不變的情況下，隨著二次補氣比例降低，噴煤量和固氣比大幅增加，穩定性有所降低，當二次補氣比例控制到45%水平左右時，噴煤量和固氣比達到最大值，節能空間最大。隨著加壓和置換氣量的比值逐漸提高，噴煤量先增加后降低，當加壓和置換氣量比值控制在1.5～2時，噴煤量達到最大值。同樣，底部流化速度應控制在0.02～0.025 m/s時，噴煤量、固氣比及穩定性最優。對比上、下出料兩種方式，上出料方式由于氣體流動方向與出料方向一致，其穩定性更好。