钢铁钒钛

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付自碧, 蒋霖, 李明, 伍珍秀

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

摘要(33) PDF(3)

摘要:
通过钒铬渣钠化焙烧化学反应理论分析和热力学计算,提出采用高碱低温钠化焙烧同步提取钒和铬。主要考察了钒铬渣粒度、碳酸钠用量、焙烧时间、焙烧温度对钒、铬转浸率的影响规律。研究结果表明,钠化焙烧最佳条件为钒铬渣粒度-0.074 mm、碳酸钠用量50%~53%、焙烧时间60~70 min和焙烧温度790~850℃,获得的钒、铬转浸率分别为98.31%和93.53%。钠化焙烧后,钒铬渣中的钒铬铁尖晶石、铁橄榄石、玻璃相等物相基本消失,生成的主要物相为钒铬酸钠、钠辉石、氧化铁等。

气基竖炉用含钒钛海滨砂矿球团直接还原试验研究

闫方兴, 章启夫, 曹朝真, 侯健, 李乃尧, 兰吉然

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

摘要(25) PDF(1)

摘要:
为了探索含钒钛海滨砂矿用于气基竖炉还原的可行性,以该砂矿为原料造球,在1 250℃焙烧20 min制得氧化球团的抗压强度为2 099 N/个,还原性指数77.8%,低温还原粉化指数(+3.15 mm)92%,还原膨胀指数7.5%,还原粘结性指数10.4%。氧化球团950℃还原180 min,H₂/CO为1.5时球团还原率89.4%,H₂/CO为6时球团还原率92%,100%H₂时球团还原率96%。氧化球团各项性能指标良好,能够满足气基竖炉工艺的要求。

直筒炉冶炼钒铁钒收率影响因素及对策

游本银

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

摘要(26) PDF(1)

摘要:
介绍了直筒炉冶炼钒铁工艺特点,以及国内外相关企业钒收率现状,全面分析了直筒炉生产钒铁冶炼收率的影响因素,指出氧化钒堆密度和炉衬打结质量是影响钒收率的主要原因。从冶炼工艺和参数优化方向着手,针对性地指出提高直筒炉冶炼钒铁的途径和措施,对攀钢现有钒铁生产技术经济指标的提高具有一定指导意义。具体包括:控制V₂O₃堆密度在1.0以上,V₂O₃/V₂O₅值在2.0~2.5;确保炉衬打结质量,镁砂粒度3~8 mm比例≥60%,烘烤小火温度500℃、对应烘烤时间4 h、大火烘烤温度900℃、对应烘烤时间11 h;适当延长精炼时间,实施阶梯配铝等。优化后钒铁冶炼收率由95.5%提高到96.4%。

采用琼脂包覆法制备TiO₂纳米薄膜及其光催化性能研究

董虹星, 刘秋平, 刘永锋

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

摘要(26) PDF(1)

摘要:
采用琼脂包覆法制备TiO₂纳米薄膜,并研究所制备的TiO₂纳米薄膜的光催化性能。用XRD、BET、FESEM、FTIR、EDX和紫外—可见漫反射光谱等方法对薄膜进行了表征。结果表明,采用琼脂包覆法可以减小TiO₂的粒径到20 nm,而采用一般溶胶凝胶法制备的TiO₂晶粒尺寸为30 nm左右。琼脂包覆法制备的TiO₂薄膜粒子均匀分布,无裂纹。紫外—可见漫反射光谱的结果分析表明,采用琼脂包覆法制备的TiO₂纳米薄膜具有更小的带隙,120 min内对亚甲基蓝的去除率达到71%。且在5次循环处理之后,琼脂包覆法制备的TiO₂纳米薄膜仍然保持很高的活性。依据反应特性对添加了琼脂的TiO₂形成薄膜的机理进行了探讨。

细粒级钛精矿烧结试验研究

王禹键

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

摘要(43) PDF(1)

摘要:
针对钛精矿粒度细,电炉冶炼损耗高的问题,着重对细粒级钛精矿烧结造块工艺进行了试验探索与研究。细粒级钛精矿烧结存在制粒效果差,燃耗高,生产效率低的问题。通过理化检测及物相分析,确定了钛精矿烧结的固结机理、烧结基本规律及制粒效果差的原因。优化制粒试验表明,通过添加熔剂,优化燃料配比及水分,并对钛精矿进行磨制处理后,钛精矿烧结混合料制粒效果得到改善。通过降低烧结料层,对磨制后的钛精矿造球并采用在料面分加燃料的方式进行烧结,烧结技术经济指标得到显著改善,钛精矿烧结+1 mm比例由50.3%提高至89.4%,利用系数由0.177 t/(m²·h)提高至0.712 t/(m²·h)。从烧结试验结果看,采用该方法进行钛精矿烧结,烧结过程钛精矿硫脱除率在40%左右,影响TiO₂品位约3~4个百分点。

烧结钛精矿气基还原动力学研究

宋兵, 朱凤湘, 施明川, 肖军, 凌鹏, 胡元金

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

摘要(27) PDF(1)

摘要:
为揭示烧结钛精矿气基还原机理,在CO和N₂体积分数分别为30%和70%的还原气氛条件下,开展了烧结钛精矿等温气基还原试验研究,还原温度分别为800、900、1 000℃,对气基还原动力学进行了分析。结果表明:烧结钛精矿中铁氧化物还原度随还原温度和时间增加而增加,整体还原度偏低,还原度接近70%。烧结钛精矿在800~1 000℃气基还原大部分时间内(<140 min)受界面化学反应控制,反应活化能为46.97 kJ/mol;反应后期(>140 min)受扩散控制,反应活化能为99.27 kJ/mol。烧结钛精矿碳热还原过程物相转变历程为:Fe₂TiO₅→Fe₂TiO₄→FeTiO₃。相同还原时间,烧结钛精矿还原样品中金属铁粒尺寸随温度升高从4.46μm增至30.13μm。

钛对石墨烯增强铜基复合材料耐磨性的影响

鲜勇, 陈德平, 廖婷婷, 丁义超, 王静, 刘瑶

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

摘要(41) PDF(1)

摘要:
通过基体钛合金化的方法,热压烧结制备石墨烯增强铜基复合材料,采用往复式摩擦磨损测试其耐磨性,X射线衍射(XRD)分析物相,光镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析微观结构和磨损形貌,结果表明:铜/石墨烯界面形成的TiC纳米颗粒有利于增强界面结合力。掺有0.25%Ti的复合材料抗磨性能大幅提升,表现出较低的摩擦系数0.25和较小的体积磨损率10.5×10^-5 mm³/(N·m)(仅为纯铜材料的22%);但过量的Ti会导致摩擦性能下降。

钨对TiH₂粉末冶金高温钛合金高温塑性的影响

马兰, 杨绍利, 李俊翰, 朱钰玲

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

摘要(39) PDF(1)

摘要:
采用氢化钛为原料粉末冶金法制备高温钛合金,探究在变形温度为750~900℃、变形量为50%、应变速率为0.1 s^-1和1 s^-1的压缩条件下,不同钨含量对高温钛合金高温塑性的影响。结果表明,合金在高温压缩后整体组织类似于网篮组织,α相片层间距明显减少,晶粒有所细化,应变速率较低时(0.1 s^-1),钨可提高合金的流变应力。当钨含量为0.5%时,合金最大流变应力为423.1 MPa;当应变速率较高时(1 s^-1),随着钨含量的增加,其流变应力先增加后减少,当钨含量为0.5%时,合金流变应力最大为505 MPa。

多孔Ti-Al合金材料的制备与性能研究

张美丽, 罗姝淑, 代卫丽, 刘彦峰, 李春, 杨超普

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

摘要(31) PDF(1)

摘要:
采用粉末冶金技术,通过元素粉末混合、偏扩散、反应烧结的方法制备多孔Ti-Al合金材料,研究不同的Al粉添加量对其相结构、孔隙形貌、孔隙率、抗压性能和耐腐蚀性能的影响。研究表明:多孔Ti-Al合金材料在Al含量为5%~15%时,主要平衡相为α-Ti和少量Ti₃Al,具有大小并存的闭孔结构;在Al含量为20%~30%时,主要平衡相为Ti₃Al和少量TiAl,具有相互贯通的开孔结构;随着Al含量的增加,材料的孔隙率逐渐增大,抗压强度逐渐减小,耐腐蚀性呈先增大后减小趋势,在Al含量为20%时,多孔Ti-Al合金材料的孔隙率为26.7%,抗压强度为63.9 MPa,耐腐蚀性最强。

电磁脉冲成形建筑用钛合金的组织及性能研究

崔盟军, 郭青

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

摘要(13) PDF(1)

摘要:
采用不同工艺参数进行了建筑用Ti-6Al-4V-0.5Cr新型钛合金的电磁脉冲成形试验,同时进行了试验合金显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明,采用电磁脉冲成形可获得性能较佳的试验合金,合金抗拉强度可达962 MPa、屈服强度可达891 MPa、断后伸长率可达14.5%。随放电电压从10 kV变大到20 kV或线圈间距从4 mm增至10 mm,试验合金的组织先细化后粗化,力学性能先提高后下降。与10 kV偏低的放电电压相比,当采用15 kV放电电压时试验合金的抗拉强度增大14 MPa、屈服强度增大11 MPa,断后伸长率减小1.2%。与线圈间距4 mm相比,采用7 mm线圈间距时试验合金的抗拉强度增大11 MPa、屈服强度增大9 MPa,断后伸长率减小0.8%。

WC对TiC基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

孙青竹, 陈敏, 张雪峰, 王海波

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

摘要(13) PDF(1)

摘要:
结合BSE显微组织观察、EDS能谱分析、XRD物相分析和力学性能测试,研究了WC添加剂含量对TiC基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,添加WC后TiC基金属陶瓷的硬质相包括白芯—灰环结构和黑芯—灰环结构,均为面心立方晶体结构。WC含量的增加有利于促进TiC基金属陶瓷显微组织中白芯—灰环结构的形成,进而提高材料的力学性能。但是随着WC含量的增加,溶解到粘结相中的碳化物含量增多,降温阶段析出的灰色环相厚度增加明显,脆性包覆环相不利于材料力学性能的提高。当WC含量为6%时TiC基金属陶瓷的力学性能最佳。

基于机械振动的钒基储氢汽车电池合金制备及性能研究

孙成宁, 黄伟, 张军超

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

摘要(20) PDF(2)

摘要:
在浇注过程中引入不同振动频率和振动时间的机械振动,制备了V₃TiNi_0.56钒基储氢汽车电池合金试样,并与未经机械振动制备试样进行了耐腐蚀性能、充放电循环稳定性和显微组织的对比分析。结果表明:机械振动可明显细化合金的晶粒、改善内部组织,提高合金的耐腐蚀性能和充放电循环稳定性。随振动频率从20 Hz增大到60 Hz、振动时间从5 s延长到35 s时,合金的内部晶粒均先细化后粗化、耐腐蚀性能和充放电循环稳定性均先提高后下降。与未经机械振动的试样相比,在浇注过程中引入振动频率40 Hz、振动时间20 s机械振动而制备的合金腐蚀电位正移93 mV、放电容量衰减率减小22个百分点。

Ti-Mo铁素体钢纳米粒子析出行为研究现状

黄耀

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

摘要(9) PDF(1)

摘要:
通过文献调研的方法,对纳米相铁素体钢的成分、工艺和力学性能研究动态进行了归纳,分析了不同Ti系、Ti-Mo系和Ti-Nb系的成分含量、终轧温度、冷却速率、卷取温度和等温时间等变量对钢中组织、纳米粒子行为和力学性能的影响;对铁素体钢中纳米相相间析出行为观察研究动态进行了分析;对纳米粒子相间析出行为的台阶机制、溶质拖曳消耗理论和超级台阶机制进行了对比分析,分析了3个模型机理的优点与缺点。最终提出在纳米尺度设计高度有序的复合析出纳米颗粒析出是开发超高性能稳定的纳米结构工程钢材的新途径。

电子束气相沉积的研究进展

赖奇, 李俊翰, 吴恩辉, 崔晏, 李亮, 廖先杰

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

摘要(21) PDF(3)

摘要:
介绍了电子束真空气相沉积(EBPVD)镀膜技术的优点、国内外发展现状,并对其关键技术:材料的高速电子束蒸发过程在真空和工艺参数控制下的物质的沉积、成分和组织结构的控制等方面进行了分析。简要论述了其硬件条件,以便为钢钛复合材料的制备提供解决思路。

气淬高炉熔渣粒化性能研究

王丽丽, 张玉柱, 客海滨, 龙跃

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

摘要(16) PDF(1)

摘要:
通过试验研究了不同气流速度及熔渣黏度对气淬高炉熔渣粒化性能的影响,包括平均粒径、粒径分布及成珠率。结果表明:气淬高炉渣粒径主要分布在1~3 mm;随气流速度增加,渣粒平均粒径减小,成珠率先增加后降低,<3 mm粒径比例逐渐增加;随黏度增加,渣粒平均粒径增加,成珠率降低,<3 mm粒径比例有所减少;最佳气流速度为550 m/s,低黏度有利于提高粒化性能。气流速度增加不稳定波增强且液丝变细容易破碎,液滴平均粒径降低,但换热效果增强,导致容易形成纤维,所以成珠率先增加后降低;黏度增加不稳定波降低且液丝变粗不容易破碎,液滴平均粒径增加,成珠率下降。

含TiC炉渣除铁试验研究

王东生

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

摘要(9) PDF(1)

摘要:
含碳化钛炉渣是含钛高炉渣碳热还原的产物,渣中含Fe 1.7%~3.2%。采用SEM分析和试验研究等方法,进行了含TiC炉渣的除铁试验研究。SEM分析结果表明含TiC炉渣中Fe的颗粒尺寸较大,可达150μm,在Fe边部粘连少量TiC;进一步的针对细粒级和粗粒级两种不同规格型号的含碳化钛炉渣,分别进行了湿法和干法磁选除铁试验,结果表明:细粒级含TiC炉渣的湿法除铁效果优于干法除铁效果,但渣中Fe的去除率仍然较低,最高只有54%;粗粒级含TiC炉渣通过磁选,大部分金属Fe与渣中的TiC可以有效分离,采用干法除铁,在0.06 T的磁场强度下,Fe的去除率可达到99%以上,TiC的收得率为86.2%。

钛渣酸解尾气S含量研究

王海波, 罗志强, 吴小平, 马维平, 王斌, 邢慧晋

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

摘要(13) PDF(1)

摘要:
针对某钛白粉厂钛渣酸解尾气中S含量超标问题,对比分析了钛矿及钛渣原料中S含量,利用硫酸模拟了不同酸解条件下尾气中S含量变化规律,开展了钛渣酸解工艺对酸解尾气S含量影响规律验证试验。结果表明:钛渣S含量0.10%低于钛矿中S含量0.15%,现场钛渣酸解尾气中的S主要来源于硫酸;在模拟试验中,随着硫酸浓度的增加,尾气中S含量逐渐降低且降低幅度逐渐减少;随着温度的增加,尾气中S含量逐渐增加且增加幅度减少;在钛渣酸解工艺验证试验中,随着反应酸浓度由92%降低至84%,反应最高温度由226℃降低至186℃,酸解率由93.19%降低至90.78%,尾气中S含量由0.55 g降低至0.09 g,S来源于硫酸占比由91.1%降低至44.4%,在研究的反应酸渣比下,酸渣比对尾气中S含量基本无影响。

钒钛磁铁矿尾矿的活化及用作水泥混合材的试验研究

刘海军, 赵丽丽

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

摘要(21) PDF(1)

摘要:
利用机械活化及化学活化的方法,提高了尾矿的反应活性,并研究了活化方式对尾矿结构及反应活性的影响,分析了活化条件和尾矿掺入量对水泥砂浆力学强度的影响。结果表明:钙铁榴石是该尾矿的主要矿物,它具有优良的化学结构稳定性,从而导致尾矿的胶结性能较差。采用球磨时间5 h或以石灰为激发剂的条件,可明显提高尾矿的反应活性。机械活化的效果明显优于化学活化,掺入35%尾矿(球磨5 h后)的水泥砂浆性能达到了GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》中42.5 R复合硅酸盐水泥的标准。本研究为钒钛磁铁矿尾矿用作绿色水泥混合材提供了理论依据。

脱磷剂对高磷铁矿球团气化脱磷的影响

郭园征, 李杰, 李飞, 李大亮, 刘文强, 程扬

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

摘要(14) PDF(1)

摘要:
高磷铁矿由于磷含量过高,限制其大规模开发利用。通过XRD衍射仪分析高磷铁矿中磷的赋存状态,并基于FactSage7.2热力学计算结果的基础,采用配料造球、球团焙烧等手段,探究不同脱磷剂SiO₂和CaCl₂对高磷铁矿球团气化脱磷的影响。结果表明:高磷铁矿中磷的存在形式为Ca₅(PO₄)₃,加入脱磷剂后气化脱磷开始反应温度降低至815℃,在温度1 250℃,配碳5%的条件下,加入SiO₂和CaCl₂配比分别为0.8%、1.6%作为混合脱磷剂,气化脱磷效果最佳,脱磷率达22.1%。为高磷铁矿在球团焙烧过程中气化脱磷提供了新思路。

小方坯结晶器电磁搅拌模拟研究

李曜光, 王宏斌, 白雪松, 孙彦辉, 张明海, 贾建平

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

摘要(26) PDF(2)

摘要:
以小方坯结晶器电磁搅拌为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立了小方坯结晶器电磁搅拌的三维数学模型。讨论了不同工艺参数下,电磁感应强度及电磁力的大小和分布规律。结果表明:结晶器铜管温度对结晶器电磁感应强度有明显的影响;在搅拌器中心轴线方向,电磁感应强度呈现“中间大,两头小”的分布规律,而在搅拌器中心横截面径向方向,电磁感应强度和电磁力都呈现“中间小,两头大”的分布规律;当频率一定时,电磁感应强度以及电磁力都随着电流的增大而增大;当电流强度一定时,电磁感应强度随着频率的增大而减小,而电磁力随着频率的增大而增大。

溶质元素对X80管线钢碳氮化物析出行为的影响

冯乾, 曾亚南, 李俊国, 唐国章

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

摘要(18) PDF(1)

摘要:
为了明晰X80管线钢凝固过程中析出物粒子析出规律。采用Thermo-calc软件对X80管线钢凝固过程中奥氏体、铁素体相转变温度,析出物类型,析出物开始析出温度与析出相最大质量分数进行热力学分析。计算结果表明:X80管线钢凝固过程析出相主要包括MnS相、AlN相、铁素体相及奥氏体相、富钛相碳氮析出相、富铌相碳氮析出相与碳化钒析出相。富钛相碳氮析出相析出温度为1 390℃,质量分数为1.2×10^-4,析出相随C元素和Nb元素的含量增加而受到抑制。N元素和Ti元素含量增加会促进富钛相碳氮析出相生成,V元素质量分数增量对富钛相碳氮化物无明显规律。富铌相碳氮析出相在1 110℃析出,质量分数为1.3×10^-3,随C元素和Nb元素的含量增加,促进富铌相碳氮析出相析出。增加N元素与Ti元素含量抑制富铌相碳氮析出相析出,V元素对富铌相碳氮化物无明显影响规律。碳化钒析出相析出温度为596℃,析出相质量分数为4.59×10^-5,增加C元素和V元素含量利于碳化钒相析出,Nb元素含量增加对碳化钒相起到一定抑制作用。

Mn对超低碳Ti微合金化SM490A钢显微组织与力学性能的影响

秦翔智, 吕远, 谢国庆, 亓海全

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

摘要(21) PDF(1)

摘要:
某钢铁联合企业采用Ti微合金化开发超低碳SM490A钢过程中,出现了因Mn含量不同带来的强度波动超标问题,为此分析了Mn对超低碳Ti微合金钢组织与力学性能的影响。数据表明,在0.07%C+0.06%Ti成分保持基本一致的情况下,Mn含量由0.4%提高到0.8%,钢的力学性能明显提高,屈服强度提高约161 MPa,抗拉强度提高约142 MPa,断后延伸率略有降低。Mn含量提高后,钢的基体组织未发生明显改变(均为铁素体+珠光体),但铁素体晶粒度由9.5级提高到11~11.5级,依据Hall-Petch公式计算对应的强度增量约为44 MPa和61 MPa,再结合Mn对转变点降低引起位错密度提高、[Si]和[Mn]置换固溶强化带来的共计约35 MPa的强度增量,可推测因Wagner相互作用Mn元素引起TiC第二相强化增量的改变约为65~82 MPa,由电镜照片可见Mn含量提高后TiC的体积分数提高约3倍,粒子尺寸约10 nm,利用第二相强化公式进行估算可知,与上述结果吻合良好。由分析结果可以推断,实际生产过程中,可以通过调整Mn含量实现对微合金钢的强度调控,无疑对微合金钢的发展具有较好的推动作用。

高强度管线钢铌、钛元素回溶规律研究

任毅, 高红, 刘文月, 张帅, 王爽

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

摘要(10) PDF(1)

摘要:
采用电解相分析试验方法,开展高强度管线钢铌钛碳氮化物回溶研究,同时采用简化处理方法进行相关回溶与析出的热力学计算,研究高Nb管线钢中高含量Nb元素和Ti元素回溶规律。结果表明:高Nb管线钢在1 180~1 280℃区间加热,铌、钛实际回溶量都不同程度地低于理论回溶量;温度低于1 250℃时,随加热时间的延长和温度的升高铌回溶效果明显;1 250℃加热2.5 h左右,即可使铌元素回溶90%以上,达到近完全回溶效果,Ti实际回溶较少,仅11%,钛元素形成的钛碳氮化物,具有良好的稳定性。

高速钢的碳化物控制研究

梁伟, 李晶, 史成斌, 张杰

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

摘要(23) PDF(1)

摘要:
通过对高速钢的类型、生产工艺和发展现状等进行概述,重点针对高速钢中的碳化物及其影响,结合国内外研究现状,阐述了以熔炼工艺为主的高速钢生产流程中的电渣重熔过程、热加工变形过程、热处理过程、深冷处理及变质处理等对高速钢碳化物的影响。并通过总结熔炼高速钢中碳化物控制的关键因素,提出适当降低电渣重熔熔速,严格控制锻造和轧制的加热温度和保温时间,优化热处理加热温度范围和冷却方式,并在传统工艺上增加深冷处理和添加变质剂,以有效控制钢中大尺寸碳化物,进而为生产高质量高性能的高速钢奠定基础。

热处理工艺对1000MPa级含钒高强钢组织和性能的影响

张功庭, 唐荻, 郑之旺, 赵征志

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

摘要(19) PDF(1)

摘要:
对成分为0.24%C-1.5%Si-2.0%Mn-0.16%V的冷轧试验钢,经780℃两相区退火后进行350~480℃不同温度下等温淬火和380℃等温60~1 200 s不同时间热处理对比试验,结合力学性能、显微组织、XRD分析,研究了热处理工艺对试验钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢在780℃两相区退火180 s后,经380℃等温淬火处理360 s,可获得抗拉强度1 029 MPa、强塑积20.1 GPa·%、加工硬化指数0.22的良好综合性能。提高或降低等温温度均使其强度升高,延伸率降低;而延长等温时间至1 200 s,其强度及延伸率变化不大,但出现明显屈服平台。等温淬火温度及时间对残余奥氏体体积分数具有重要影响,在350~410℃范围内提高等温淬火温度,碳原子扩散能力提高,使残余奥氏体含量从2.58%增大到3.86%;而更高的等温淬火温度下,由于马氏体相变被抑制,发生贝氏体相变,残余奥氏体迅速下降;等温淬火时间超过180 s完成碳原子向奥氏体扩散富集,使其残余奥氏体稳定在3.5%左右。

退火工艺对1180MPa级双相钢显微组织和力学性能的影响

甄维静, 陈俊东, 李永亮, 王福明

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

摘要(19) PDF(1)

摘要:
利用Gleeble 3500热模拟试验机、场发射扫描电镜和透射电镜等设备研究了两相区退火工艺对超高强双相钢DP1180显微组织和力学性能的影响。结果表明:760℃以下退火时,冷轧钢板主要发生退火软化现象,屈服强度显著降低,但此时马氏体含量增加并不明显;当退火温度提高至800℃以上时,由于过度奥氏体化,过冷奥氏体中C含量降低,导致过冷奥氏体的稳定性变差,生成大量贝氏体,钢的强度随着温度的提高而降低;为确保试验钢的综合力学性能,退火区间选在760~800℃最佳,可以获得细小而均匀的显微组织。

预应变与烘烤温度对低碳钢和双相钢组织性能的影响

邝春福

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

摘要(35) PDF(2)

摘要:
研究了预应变和烘烤温度对低碳钢和双相钢微观组织演变和烘烤硬化性能的影响。将低碳钢和双相钢加热至800℃保温90 s后再缓冷至680℃,随即快速冷却至300℃进行过时效处理以模拟连续退火工艺,最终分别获得铁素体—渗碳体和铁素体—马氏体组织,然后进行预应变和烘烤处理以测量其BH值。结果表明,对于低碳钢,在0%~8%范围内,随着预应变增加,BH值明显提高;预应变为8%时,BH值达到最大值65 MPa。对于双相钢,随着预应变增加,BH值先提高后降低;预应变为1%时,BH值达到最大值79 MPa。在140~300℃范围内,随着烘烤温度提高,在铁素体中形成的Cottrell气团和碳化物数量增加,低碳钢和双相钢的BH值均明显提高;烘烤温度为300℃时,低碳钢和双相钢BH值分别达到最大值71 MPa和148 MPa。对于低碳钢,烘烤后拉伸曲线均出现明显的屈服平台。对于双相钢,在140~170℃范围内,烘烤后工程应力—应变曲线仍保持连续屈服状态;在210~300℃范围内,烘烤后拉伸曲线均出现明显的屈服平台。

低温回火下冷拔珠光体钢丝组织和性能的研究

胡亚楠

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

摘要(26) PDF(2)

摘要:
利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪,并结合常规力学检测手段,研究了冷拔珠光体钢丝经200~300℃低温回火后组织和性能的变化,探究了冷拔珠光体钢丝在低温回火过程中的强韧化机理。结果表明:冷拔珠光体钢丝的渗碳体片层呈非连续状,且在拉拔和回火过程中均存在纳米渗碳体析出行为。经过低温回火后,冷拔钢丝的强度和延展性均提高,但随着回火温度的提高,其强度小幅度降低,而延展性进一步提高。材料的强度变化主要是由于位错强化效应所致,而延展性提高是由于新析出的纳米渗碳体颗粒可以通过旋转和滑动降低拉伸过程中的应力集中。

热镀锌耐指纹板抗腐蚀性能影响因素研究

胡华东, 亢业峰, 查凯, 董立华

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

摘要(20) PDF(1)

摘要:
通过大量的生产验证和试验来寻找耐指纹板抗腐蚀性能的影响因素。结果表明,热镀锌耐指纹板的抗腐蚀性能主要与烘干温度、膜厚、粗糙度和PC值、固化时间有关,在检验和加工过程中的冲压和划伤对皮膜的抗腐蚀性能也存在影响;建立了烘干温度、膜厚、基材的粗糙度和PC值、固化时间与耐蚀性的对应关系,规避了检验和加工过程中可能造成的冲压和划伤,使耐腐蚀性指标满足技术要求,保证热镀锌耐指纹抗腐蚀性能的稳定性。目前山东日照公司已具备稳定批量供货能力,出口比利时等欧洲国家。

氧煤燃烧熔分炉熔炼性能优化分析

孔征, 赵凯, 师学峰, 张巧荣, 石焱, 张晓华

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

摘要(16) PDF(2)

摘要:
以某公司研发的氧煤燃烧熔分炉为研究对象,基于VOF多相流模型和Realizable k-ε模型对熔分炉熔池区域气液两相流进行数值模拟计算。对标准工况下不同氧枪浸入深度、氧枪直径和氧枪倾斜角度对熔分炉熔炼性能的影响进行单因素变量、矩阵分析以及权重计算并最终达到优化熔池熔炼性能的目标,其中选取熔池平均速度、熔池平均湍动能和熔体气含率作为熔池区域熔炼性能的判断依据。根据试验结果并计算得出氧枪最优结构参数为:氧枪浸入深度70 mm、氧枪直径22 mm、氧枪倾斜角度22°,且各参数对熔分炉熔炼性能影响程度大小为:氧枪直径>氧枪倾斜角度>氧枪浸入深度。优化后的熔分炉工况平均搅拌速度提高9.13%,熔池平均湍动能提高7.43%,熔池气含率提高了8.32%。

留言板

2020年第41卷第4期

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