钢铁钒钛

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崔国栋, 朱焱麟, 马凯辉, 刘凌岭, 廖哲晗, 白晨光

2025, 46(5): 1-12. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.001

摘要(88) HTML (25) PDF(17)

摘要:
准确及时地掌握铁水温度对保证钒钛磁铁矿高炉冶炼平稳顺行和提高铁水质量十分重要。基于长期生产现场数据，融合领域知识和数据驱动方法，构建了基于注意力机制和LSTM的铁水温度预测模型。首先，结合冶炼经验、规则与数据分析技术构建钒钛磁铁矿高炉冶炼过程特征矩阵，并通过降维技术将特征维度减少至28维，降低了预测复杂度。其次，将不同时间窗口的历史操作数据作为输入，构建基于LSTM架构的多时间步预测模型，并引入深度学习中的注意力机制提升关键特征的权重，以提高预测精度。结果表明，该模型在命中率（±5 ℃）达到92.5%，初步实现了钒钛磁铁矿高炉铁水温度高精度预测，为高炉炉况判断和操作优化提供了重要参考。

基于图像识别的高炉风口剩余使用寿命预测模型研究

廖哲晗, 武建龙, 黄俊杰, 郭宏烈, 徐健

2025, 46(5): 13-22. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.002

摘要(43) HTML (19) PDF(10)

摘要:
高炉风口作为炉内热量的主要来源，其状态检测目前主要依赖人工经验判断，常导致损坏风口更换不及时，造成不必要的停产检修。为解决上述问题，提出了一种专为风口剩余使用寿命（Remaining Useful Life, RUL）预测的机器学习模型BVT-RULNet，该模型采用集成学习（Ensemble Learning, EL）策略，集成三个结构相同的基分类器，每个基分类器均包含一个VGG16卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）前端和一个视觉Transformer（Vision Transformer, ViT）模块。在模型训练过程中，采用基于风口完整生命周期图像构建的离散RUL数据集，在测试过程中，则采用独立的测试数据集。结果表明，模型在测试数据集上的评估指标表现优异，准确率、精确率、召回率和F₁分数分别达到85.14%、84.70%、84.59%和84.64%，均优于对比模型。因此，BVT-RULNet模型在风口RUL分类识别与预测方面具有较高的准确性和泛化能力，为高炉风口状态智能监测提供了有效的解决方案。

高炉渣熔滴连续凝固过程的数值模拟

冯鹏博, 楼国锋, 武新晨, 肖永力

2025, 46(5): 23-32. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.003

摘要(34) HTML (15) PDF(9)

摘要:
高炉渣熔滴在冷却过程中的结晶行为会降低其商业价值，为了研究不同冷却条件下熔滴的凝固行为特征，将熔滴的飞行模型以及高炉渣结晶模型相结合对熔滴的连续凝固过程进行了数值模拟研究。结果表明：熔滴粒径的增加会导致其表面结壳所需距离大幅度增加，冷却后的平均晶相含量也会增加，熔滴粒径通过影响内部导热速率与冷却均匀性，成为主导凝固行为与晶相生长的关键因素。5 mm 熔滴在 15 m/s 初速度下，冷却全程不反熔需水平飞行 16 m，当对流换热系数从70 W/（m²·K）提至150 W/（m²·K）时，所需距离缩短至 12 m。冷却条件需相互匹配，即表面结壳时延长飞行距离可降低初级流化床内冷却强度要求，增大初级流化床内冷却强度能缩小造粒装置尺寸。

钒钛矿钢铁生产流程数字孪生技术发展与展望

刘伟韬, 刘功国, 刘书含, 孙文强

2025, 46(5): 33-45. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.004

摘要(40) HTML (15) PDF(9)

摘要:
钒钛磁铁矿作为战略性资源，其高效冶炼对我国钢铁工业至关重要。钒钛磁铁矿冶炼过程中面临矿中钛元素回收率低、工艺流程智能化程度欠缺、高炉冶炼技术优化难度高、综合能源智慧管理欠缺等问题，影响其产品升级和产能提高。数字孪生技术通过构建虚实融合的智能系统，可助力实现钒钛矿钢铁生产全流程的工艺优化、设备研发和智能控制。目前，相关研究尚处于探索阶段，研究成果较少且缺乏系统性。为此，介绍了数字孪生的内涵与发展历史，系统梳理了数字孪生在钒钛矿钢铁生产流程中的研究热点，总结了相关研究结果与工程实践，展望了数字孪生技术未来的发展趋势，为后续研究人员提供研究思路，以促进数字孪生技术应用，提升我国特色钒钛资源利用与钢铁智能制造水平。

基于重要性度量的脱硫剂加入量预测特征选择方法

赵海杰, 但斌斌, 刘洋, 任泽宇, 都李平, 周纯

2025, 46(5): 46-53, 64. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.005

摘要(27) HTML (11) PDF(6)

摘要:
针对铁水KR脱硫生产工序中参数维度高、特征冗余性强以及目标变量与特征间相关性较弱的问题，提出了一种基于重要性度量的集成式特征选择方法IMFS（Feature selection based on importance measure）。在过滤式预筛选阶段，通过最大互信息系数（MIC）度量各参数与目标变量的关联性以及各参数之间冗余性，并根据最大相关、最小冗余准则缩小候选参数规模；在嵌入式精选阶段，引入LightGBM算法作为量化信息贡献度与数据敏感度的依托模型，采用熵权法对双重度量结果进行赋权融合；最后，根据特征重要性系数，结合GBT序列向前搜索策略优化特征子集。试验结果表明，IMFS相较于其他方法，在消除冗余特征和提升预测准确性方面具有显著优势，并且能够有效平衡特征数量与预测精度。

立式行波磁场作用下板坯连铸过程金属液流动与渣金界面动力学行为模拟分析

许琳, 裴群武, 高兢

2025, 46(5): 54-64. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.006

摘要(24) HTML (8) PDF(6)

摘要:
在绿色低碳发展趋势下，当代冶金工业追求高速高效连铸以促进可持续发展。鉴于此，提出一种立式行波磁场控流技术，旨在优化和控制金属液流动行为，克服现存技术局限，为连铸过程的绿色低碳转型提供理论依据和技术支持。研究过程以1450 mm×230 mm断面连铸板坯结晶器为对象，首先建立结晶器电磁连铸过程三维多物理场耦合数学模型，其次模拟研究无磁场、立式行波磁场及全幅一段水平直流磁场作用下板坯连铸结晶器内金属液流动与渣金界面行为，最后对比评价两种磁场形式对结晶器内钢液流动控制效果的影响。结果表明，无磁场作用时，渣金界面最大高度为22.3 mm；当全幅一段电磁制动器施加的电流为1350 A时，渣金界面最大高度降至18.6 mm；而当立式行波磁场减速器施加的电流仅为600 A时，渣金界面最大高度显著降至13.9 mm。可见，相较于全幅一段电磁制动器，立式行波磁场控流器能以更低能耗实现对结晶器内上回流区钢液流动的有效控制，从而稳定渣金界面波动，防止表面卷渣。

基于机器学习的板坯加热炉性能预测模型研究

刘勇, 宁榛, 廖哲晗, 朱焱麟, 唐政, 付芹, 邓超

2025, 46(5): 65-74. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.007

摘要(42) HTML (18) PDF(9)

摘要:
基于国内某钢铁厂1 450 mm热连轧加热炉生产线采集的8297组数据，建立了四组不同输入变量的XGBoost和LSTM模型，对出炉钢温、单耗和烧损进行了预测和比较分析。结果表明，LSTM模型在出炉钢温和烧损的预测中表现出色，决定系数R²均超过0.95，预测精度和稳定性均较高；而XGBoost模型在单耗预测方面表现优异，决定系数达0.94以上变化趋势稳定。通过对比分析得出，LSTM在出炉钢温和烧损的预测中具有更高的可靠性，而XGBoost在单耗预测上精度更高。研究还显示，LSTM因门控机制擅长捕捉时序依赖（如钢温、烧损），而XGBoost通过特征组合优化对静态参数（如单耗）更敏感。将两种模型联合建模构建LSTM-XGBoost联合模型，分别处理时序特征与静态特征，应用于加热炉工艺控制，可进一步提升出炉钢温、单耗和烧损的预测精度，为钢铁行业加热工艺的优化控制和资源的高效利用提供了理论支持与数据依据。

人工神经网络驱动的P650无磁钻铤用钢高温流变行为研究

王英虎, 程礼梅, 王建强, 王婀娜, 宋令玺, 盛振东

2025, 46(5): 75-84. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.008

摘要(33) HTML (8) PDF(6)

摘要:
通过Gleeble-3500热模拟试验机对P650高氮钢进行1000～1150 ℃、应变速率0.01～10 s⁻¹条件下的高温拉伸试验，获取流变应力-应变曲线。基于试验数据，分别构建应变补偿Arrhenius本构模型与人工神经网络（ANN）模型，并采用平均绝对相对误差、均方根误差和相关系数系统评价模型预测性能。结果表明，ANN模型通过单隐藏层拓扑结构（含17个神经元）实现了温度、应变速率及应变与流变应力的高精度非线性映射。其预测结果与试验值高度吻合（r=0.996，E_AARE=4.63%，E_RMSE=6.721 MPa），显著优于传统Arrhenius模型（r=0.975，E_AARE=7.94%，E_RMSE=16.032 MPa）。研究表明人工神经网络能够有效捕捉复杂热变形行为的本构关系特征，为建立高精度流变应力预测模型及材料加工工艺优化提供了改进策略。

双轴拉伸状态下CoCrFeNiCu_x高熵合金应力应变行为研究

张家乐, 赵建平, 常乐

2025, 46(5): 85-92. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.009

摘要(28) HTML (7) PDF(6)

摘要:
采用分子动力学(MD)方法，模拟了CoCrFeNiCu_x（x=0.5、1.0、2.0和3.0）高熵合金在不同应变速率下的双轴拉伸行为。分析了铜含量和应变率对双轴拉伸应力应变行为及微观变形机理的影响。结果表明，CoCrFeNiCu_x高熵合金在双轴拉伸过程中，面心立方（FCC）结构和不规则原子结构可以相互转化。随着Cu含量的增加，CoCrFeNiCu_x高熵合金的杨氏模量、屈服强度和抗拉强度呈下降趋势，而应变率的增加则会提高其抗拉强度和断裂应变。与单轴拉伸相比，两种应力状态下的应力应变行为均表现出应变硬化及应变率强化效应。然而，在双轴载荷作用下，其屈服强度有所提升，但抗拉强度和失效应变均显著降低。此项研究将为该合金的设计和制备提供重要的参考价值。

轧制工艺对低碳微Nb钢变形抗力及其模型的影响研究

郑万杰, 庞厚君, 曾武, 王运峰, 徐光, 田俊羽

2025, 46(5): 93-101. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.010

摘要(21) HTML (10) PDF(7)

摘要:
金属变形时的变形抗力受到多种因素的影响，其中变形温度、变形工艺以及应变诱导相变均会对变形抗力造成影响。以低碳微Nb钢为对象，在Gleeble-3500热模拟试验机上进行热压缩试验，同时在高温激光共聚焦显微镜上辅助观察常规热装和高温直轧两种工艺下的高温原位形貌。结果表明，随着变形温度从800 ℃上升到1050 ℃，高温直轧工艺下的最大变形抗力从220.9 MPa降低到138.9 MPa，而常规热装工艺下的最大变形抗力从227.9 MPa降低到143.8 MPa。这主要是因为随着温度的升高，热激活能逐渐加强，位错运动更加容易，使得变形抗力降低。此外，在相同温度变形时，常规热装工艺的变形抗力大于高温直轧工艺，这是由于常规热装工艺下的原始奥氏体晶粒尺寸（98.7 μm）小于高温直轧工艺（107.0 μm）。常规热装工艺在再次加热前的降温过程中会发生铁素体相变，再加热后重新奥氏体化，使得新生成的奥氏体晶粒要小于原始奥氏体晶粒，故常规热装工艺下晶粒尺寸小，细晶强化作用更强，导致变形抗力的增加。与此同时，对不同轧制工艺下变形抗力试验数据利用管克智、周纪华变形抗力模型进行拟合修正，建立了试验钢在高温变形时的变形抗力预测模型，常规热装工艺模型和高温直轧工艺模型的决定系数R²分别达到了0.9865和0.9826，表明模型的预测结果与试验结果拟合程度较高。

机器学习在板带冷轧工业的深度应用：机遇与挑战

宗男夫, 齐振, 荆涛, 沈厚发, JEAN-CHRISTOPHEGebelin, MARYAMKhaksar Ghalati

2025, 46(5): 102-110. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.011

摘要(36) HTML (21) PDF(8)

摘要:
板带冷轧是钢铁制造流程的关键环节，但长期以来面临着板形缺陷、厚度波动和轧机振动等问题，这些因素显著影响冷轧生产效率和产品质量。机器学习技术通过分析海量工艺数据，为实时预测和消除潜在缺陷提供解决方案。基于历史与实时数据，机器学习算法能够识别轧制力、辊缝、轧速等工艺参数与板形、厚度均匀性等质量指标间的复杂关联规律，实现工艺参数的动态优化，在保证产品一致性的同时有效降低废品率和停机时间。机器学习驱动的预测模型支持对轧制过程进行前瞻性调控，从源头上减少缺陷产生，提升整体效能。机器学习技术的应用不仅提高了冷轧过程的精度与可靠性，更带来显著的成本节约和产能提升。

基于集成学习-堆叠模型的高钛渣中TiO₂品位预测与优化

周开敏, 蔡金秋, 王凯旋, 侯彦青, 侯郊, 王建国

2025, 46(5): 111-122. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.012

摘要(27) HTML (9) PDF(7)

摘要:
TiO₂是高钛渣的主要成分，广泛应用于涂料、塑料、造纸、化妆品等多个工业领域。提出一种基于堆叠模型的TiO₂ 品位预测方法，结合随机森林（RF）、梯度提升机（GBM）和支持向量回归（SVR），采用集成学习优化高钛渣中TiO₂ 品位的预测精度。数据来自冶金厂的原始生产数据，结合数据处理、特征衍生等手段，通过降维技术将特征变量从33个减少到15个，筛选出了更有价值的特征变量。试验结果表明，堆叠回归模型在验证集和测试集上表现优异，R²值为0.9249，MAPE值为0.29%和0.30%，MSE值为0.177和0.182，统计表现均优于单一模型。SHAP值分析显示，TiO₂ 与FeO质量比和C百分比含量等特征变量在一定范围内能够提高TiO₂ 品位。此外，结合堆叠模型，基于蒙特卡洛试验确定了关键特征变量的最佳范围，如TiO₂/FeO比率（1.70至2.12）和TiO₂/C比率（0.50至0.58）。该方法避免了传统经验型方法中的配料尝试与能源浪费，有助于节能减排，提升钛渣的生产效率和产品质量。

TAExplorer：影响钛合金性能的关键因素可视化探索

何逸蕾, 宁榛, 吴蝶, 张煜, 段庆潮, 蒲剑苏, 朱焱麟

2025, 46(5): 123-132. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.013

摘要(36) HTML (15) PDF(9)

摘要:
钛合金具有高强度，优秀的耐腐蚀性和耐热性等特点，因此被航空航天、化工和医疗等领域广泛应用。由于钛合金的性能取决于它的结构特征，不同应用领域对于钛合金性能的要求不尽相同，专家们一直致力于通过试验试错方法来设计和获得具有目标性能的新材料，以及寻找影响钛合金性能的工艺因素。然而钛合金的制作工艺复杂，时间成本过长，利用传统方法来找到合适的材料非常困难。目前基于机器学习的方法被引入并用于材料预测，但是为领域专家设计的、能够对机器学习模型进行直观性能比较和分析的学习工具却很少。为此提出基于钛合金的交互式可视化分析系统TAExplorer，可以为专家提供多方面的参考。该系统采用多方面的可视化方案，旨在从各个角度进行分析，例如特征分布、数据相似性、模型性能以及结果呈现。专家们通过实际实验室试验进行了案例研究，最终结果证实了该系统的有效性和实用性。

机器学习辅助的三周期极小曲面结构逆设计研究进展

尹兴鹏, 李俊豪, 唐新桢, 李洲

2025, 46(5): 133-144. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.014

摘要(31) HTML (12) PDF(10)

摘要:
三周期极小曲面（Triply periodic minimal surface, TPMS）结构是一类由数学隐式函数生成的仿生多孔结构，具有连续光滑、自支撑性强、比强度高和能量吸收性能优异等特点，适用于钛合金等轻质高性能金属材料的结构设计，广泛应用于航空航天和先进制造领域。系统综述了TPMS金属结构设计方法与力学性能研究进展，重点梳理了TPMS结构的几何建模算法、梯度与组合类型的构建策略。进一步总结了机器学习方法在TPMS金属结构设计中的应用现状，涵盖了正向机器学习的结构力学性能预测与逆向机器学习的目标导向TPMS金属结构设计方法。最后，分析了当前复杂TPMS金属结构逆向设计在高效映射、数据集构建等方面存在的不足，指出未来亟需通过生成式人工智能（Generative artificial intelligence，Generative AI）与逆向建模的深度融合，以推动TPMS金属结构逆向设计的工程化应用。

钒在顺酐用钒磷氧催化剂中的应用研究进展及展望

于文倩, 刘倩倩, 李鹏阳, 王海旭, 高明磊, 祁健, 李兰杰

2025, 46(5): 145-153, 162. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.015

摘要(70) HTML (15) PDF(9)

摘要:
钒磷氧（VPO）催化剂作为正丁烷法制备顺酐的核心催化剂，其较低的正丁烷转化率和顺酐选择性难以满足工业对顺酐高效生产的需求，因此开发高性能钒磷氧催化剂成为研究热点。基于此，综述了近年来高效钒磷氧催化剂的制备进展，重点探讨了原料与溶剂选择、制备方法、活化气氛、助剂及载体对催化性能的影响，发现上述因素主要通过改变催化剂比表面积、活性晶面强度、表面酸性、V⁴⁺/V⁵⁺或P/V比，使其暴露更多活性位点，促进正丁烷C-H键断裂和诱导正丁烷发生氧化而提高正丁烷转化率或顺酐选择性，最后，总结对比了不同影响因素对VPO催化性能的影响，提出添加助剂是制备高性能VPO催化剂的发展趋势，并从原料选择、结构设计与改性和成本等角度对未来助剂发展进行展望。

钠化钒渣水浸液原位制备氟磷酸钒钠及其性能研究

储呈宇, 温婧, 姜涛, 杨金超

2025, 46(5): 154-162. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.016

摘要(25) HTML (10) PDF(7)

摘要:
针对传统氟磷酸钒钠(NVOPF)制备过程中使用钒源的高成本困境，提出了一种新型溶剂热合成工艺，利用钠化钒渣水浸液替代高纯钒源，成功实现了从冶金副产品到电池材料的直接转化。此外，探讨了还原剂柠檬酸 (C₆H₈O₇) 用量、溶液pH值和合成温度对钒转化率及材料性能的影响。试验结果表明，随着还原剂用量、pH值和温度的增加，钒转化率呈现先升后降的趋势。在溶液pH值为6、柠檬酸与钒摩尔比为1.5、溶剂热温度为180 ℃条件下，合成的NVOPF材料呈现规则的立方块状结构，钒为正四价 (V⁴⁺)，在0.2C倍率下的首次放电容量为68 mAh/g，表现出良好的结构稳定性，第三圈库伦效率为96%。该材料的高倍率性能和实际容量与理论值之间仍存在一定差距，主要受浸出液杂质的影响。此项研究为钒渣的高附加值利用及低成本钠离子电池正极材料的制备提供了新的解决思路。

硫酸亚铁提纯制备磷酸锰铁锂正极材料及性能影响研究

曾晓君, 张勤, 苏宝才, 谢元健, 蔡平雄

2025, 46(5): 163-169. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.017

摘要(21) HTML (12) PDF(7)

摘要:
采用硫酸法工艺在生产钛白粉的过程中产生大量的副产品硫酸亚铁，以提纯后硫酸亚铁作为原料，采用一步水热法合成经济价值更高的磷酸锰铁锂正极材料，研究原料中部分去除的镁元素对磷酸锰铁锂正极材料的物理和电化学性能的影响。结果显示，原料采用质量分数为6%的氟化铵为化学沉淀剂，得到镁杂质脱除率为98.86%的硫酸亚铁产品，合成的材料为不规则球形形貌正交晶系的磷酸锰铁锂材料，少量镁杂质改变了材料中锂离子的活动空间，使锂离子迁移速率得到提升，合成的磷酸锰铁锂正极材料（LMFP/C-2）放电比容量在0.1C和2C下分别为135.24 mAh/g和86.16 mAh/g，在0.1C下循化100圈后放电比容量保持率可达到97.70%，所得产物稍优于高纯度商业材料的性能。

初始织构对Ti-2Al-2.5Zr合金管材多道次皮尔格冷轧过程中组织演变的影响

吴静怡, 范宇田, 邢远, 王莹, 栾佰峰

2025, 46(5): 170-176. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.018

摘要(26) HTML (12) PDF(10)

摘要:
皮尔格冷轧是一种良好的难变形管材制造技术，然而，多道次冷轧结合热处理的复杂热力加载历史使得冷轧中管材不均匀变形显著，导致管材微观织构演变规律复杂。文中研究了热轧和精锻工艺制备的Ti-2Al-2.5Zr合金两种不同初始织构坯料在三道次皮尔格冷轧过程中的组织演变及变形机制。通过微观组织分析、极图与反极图表征以及Kearns因子和施密特因子（SF）的计算，研究了不同初始织构坯料对无缝管冷轧过程中组织演变的影响。结果表明，热轧和精锻坯料在三道次冷轧后微观组织的晶粒尺寸接近，均呈现等轴晶粒；冷轧过程中，柱面滑移和锥面<c+a>滑移明显被激活，锥面<c+a>滑移被证实为主要影响冷轧径向晶粒强度的变形机制，Q值的变化导致晶粒c轴在周向（TD）和径向（RD）之间倾转；具有较大初始径向织构强度（f_RD）的精锻坯料在冷轧后表现出更强的径向织构。此项研究为优化钛合金管材的织构控制提供了理论依据。

模拟深水压力对低成本钛合金板管材应力腐蚀敏感性的影响

朱玉辉, 杨胜利, 党恒耀, 江恬恬, 高福洋, 刘千里, 吕逸帆

2025, 46(5): 177-183. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.019

摘要(35) HTML (13) PDF(9)

摘要:
采用高压釜测试系统开展低成本Ti6411板材和Ti52管材及船用TC4 ELI和Ti80合金模拟深水环境压力（7.5 MPa）作用下的慢应变拉伸应力腐蚀试验，腐蚀介质为3.5% NaCl溶液和干燥空气，应变速率分别采用10⁻⁵、10⁻⁶/s和10⁻⁷/s，获取拉伸强度、断后延伸率和应力腐蚀敏感性指数（I_SSRT）等参数，同时结合OM、SEM等方式观察原始组织与断口形貌，从而阐明低成本钛合金板管材在模拟深水压力作用下的应力腐蚀行为及其失效机制。结果表明：四种钛合金材料的应力腐蚀最佳应变速率在10⁻⁵～10⁻⁶/s内，其中Ti6411板材在10⁻⁵/s和10⁻⁶/s两种条件下，I_SSRT数值分别为10.0%和9.1%，具有较为明显的应力腐蚀敏感性，而Ti52管材、TC4 ELI和Ti80合金的最大I_SSRT值均低于5%，应力腐蚀敏感性不明显。片层状Ti6411板材组织特征易产生应力集中效应，导致准解离断裂，断口表面存在黑色腐蚀产物，氧化膜破裂、选择性阳极溶解和氢脆机制共同主导模拟深水环境应力腐蚀现象，施加的恒定压力活化Cl⁻，加速穿透氧化膜，从而破坏氧化膜稳定性，增加H含量聚合形成氢气，拉应力加载和内部氢压耦合作用可降低材料耐腐蚀性。

模拟深海环境中TC4 ELI合金的蠕变-疲劳行为

边舫, 刘珂, 李梦莎, 王志炜, 王起, 孙冬柏

2025, 46(5): 184-189, 204. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.020

摘要(37) HTML (18) PDF(12)

摘要:
针对TC4 ELI钛合金在深海多因素耦合环境下的蠕变-疲劳损伤机制不明问题，通过高压腐蚀试验系统，模拟南海200、600 m和6000 m海水环境，系统研究了TC4 ELI合金的循环应力-寿命响应及损伤演化规律。试验给出了不同环境条件下TC4 ELI合金的循环应力-疲劳寿命数据。结果表明，模拟深海环境中蠕变-疲劳的循环应力-寿命关系可以用Basquin方程表征；有保载时间的蠕变-疲劳比纯疲劳的疲劳寿命显著降低；同等加载条件下疲劳过程的断裂应变量相当，疲劳寿命取决于应变增加的速率。扫描电镜观察到断口表面多源裂纹萌生，无明显扩展区，疲劳寿命主要为裂纹萌生寿命，表明深海环境与空气中裂纹萌生机制不同。

无底柱分段崩落法开采崩落矿岩散体流动特性试验研究

董秋平, 李翠, 张良兵, 杨承业, 马志伟, 徐继业, 李杰林

2025, 46(5): 190-197. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.021

摘要(53) HTML (24) PDF(7)

摘要:
崩落矿岩散体流动规律是影响无底柱分段崩落法中矿石损失率和贫化率的关键因素之一。基于攀西地区某地下矿崩落法开采特征，采用达孔量法开展了矿岩散体放出体形态测定试验，并结合Particle flow code in 2 dimension（PFC2D）颗粒流软件进行了数值模拟，分析散体流动特征及其对贫化损失率的影响。结果表明：数值模拟与室内试验得到的放出体形态基本吻合，均呈现良好的椭球体发育特征；贫化损失率较高的主要原因是放出体的顶部、前方和两侧的废石混入。基于此，提出了优化放矿口布置形式的改进建议，为矿山提高回收率提供了理论依据。

辽宁朝阳某高钛高钒铁精矿工艺矿物学及提质可行性研究

张艺曦, 陈茅, 王帅, 解焱钦, 陈凤, 杨凌志, 郭宇峰, 姜涛

2025, 46(5): 198-204. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.05.022

摘要(27) HTML (6) PDF(13)

摘要:
辽宁朝阳地区发现了丰富的钒钛磁铁矿资源，其预选精矿的特征为具有高硅高钛高钒的显著特征。对该精矿进行工艺矿物学研究，探索进一步脱硅提质的可行性，对于该地区钒钛资源的深度开发利用具有重要意义。运用选矿工艺矿物学研究方法，查明了该精矿的主要矿物及其嵌布关系，铁精矿中有价矿物主要为钛磁铁矿、钛铁矿及少量的赤铁矿，脉石矿物主要为铁橄榄石和长石等硅酸盐矿物及少量的榍石。钒和钛主要赋存在钛磁铁矿是导致铁精矿高钒高钛的主要原因，钛磁铁矿之中嵌布着细小粒度的脉石，导致了铁精矿的高钙、高硅特征。通过细磨后磁选的手段可以有效地将该精矿提质。而钛磁铁矿中紧密嵌布的细小脉石颗粒通过细磨较难充分解离，部分钙、硅元素以常规细磨磁选较难去除，提质后精矿依然存在6.68%的SiO₂和3.22%的CaO。

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2025年第46卷第5期

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