2024, 45(3): 1-8.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2024.03.001
摘要:
以2023年中国钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等钛产品的产能、产量、应用和进出口等数据为依据，分析了中国钛工业的整体情况，并对目前钛行业存在的问题提出了相应的建议。
以2023年中国钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等钛产品的产能、产量、应用和进出口等数据为依据，分析了中国钛工业的整体情况，并对目前钛行业存在的问题提出了相应的建议。
2024, 45(3): 46-54.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2024.03.007
摘要:
以TC4合金变截面构件为研究对象，基于正交试验设计，采用ProCAST软件对铸件的离心熔模铸造工艺进行了优化。同时，对铸件的充型与凝固行为进行了数值分析，并对铸件质量及力学性能进行了表征。结果表明，缩松缩孔集中分布在铸件顶部，少量缩松缩孔离散分布在铸件中部或底部，孤立液相区是导致缩松缩孔形成的主要原因，熔体流动停止表现出窄结晶温度范围合金特征；应力集中主要发生在内浇道与铸件连接处，较大的结构变化是诱使应力集中产生的主要原因。对铸件内部质量及尺寸进行表征分析，发现铸件内部无缩松缩孔存在，铸件尺寸可以较好地满足设计要求，未发生明显变形。热等静压态铸件的室温抗拉强度为953.5 MPa、屈服强度为835.0 MPa、断后伸长率为10.0%，可以较好地满足实际服役要求。
以TC4合金变截面构件为研究对象，基于正交试验设计，采用ProCAST软件对铸件的离心熔模铸造工艺进行了优化。同时，对铸件的充型与凝固行为进行了数值分析，并对铸件质量及力学性能进行了表征。结果表明，缩松缩孔集中分布在铸件顶部，少量缩松缩孔离散分布在铸件中部或底部，孤立液相区是导致缩松缩孔形成的主要原因，熔体流动停止表现出窄结晶温度范围合金特征；应力集中主要发生在内浇道与铸件连接处，较大的结构变化是诱使应力集中产生的主要原因。对铸件内部质量及尺寸进行表征分析，发现铸件内部无缩松缩孔存在，铸件尺寸可以较好地满足设计要求，未发生明显变形。热等静压态铸件的室温抗拉强度为953.5 MPa、屈服强度为835.0 MPa、断后伸长率为10.0%，可以较好地满足实际服役要求。
2024, 45(3): 92-100.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2024.03.013
摘要:
目前，钛石膏的资源化利用率不足10%，缺乏可大规模消纳的应用领域，而土壤化可能是一个重要的方向。提出将钛石膏作为土壤化的资源利用途径，分析其作为土壤资源化利用时面临的安全性问题，探究其用作土壤的基本性质及安全风险。通过浸出毒性对钛石膏进行安全风险评价，分析其理化性质及在土壤利用方面的可行性，以及通过内梅罗指数（P）等方法探究其土壤风险与营养性。研究结果表明，钛石膏的理化性质适宜将其作为土壤母质进一步资源化利用，在国家农用土与绿化土标准规定的8种重金属限制范围内没有严重的环境风险，但钒等部分重金属含量超出了绿化用有机基质的标准，可能成为新的污染物。鉴于以上结果，可以考虑在经过营养性等改良、排除重金属污染风险后，作为土壤化进行资源化利用。为钛石膏资源化利用作土壤资源，进而实现大规模消纳提供了参考。
目前，钛石膏的资源化利用率不足10%，缺乏可大规模消纳的应用领域，而土壤化可能是一个重要的方向。提出将钛石膏作为土壤化的资源利用途径，分析其作为土壤资源化利用时面临的安全性问题，探究其用作土壤的基本性质及安全风险。通过浸出毒性对钛石膏进行安全风险评价，分析其理化性质及在土壤利用方面的可行性，以及通过内梅罗指数（P）等方法探究其土壤风险与营养性。研究结果表明，钛石膏的理化性质适宜将其作为土壤母质进一步资源化利用，在国家农用土与绿化土标准规定的8种重金属限制范围内没有严重的环境风险，但钒等部分重金属含量超出了绿化用有机基质的标准，可能成为新的污染物。鉴于以上结果，可以考虑在经过营养性等改良、排除重金属污染风险后，作为土壤化进行资源化利用。为钛石膏资源化利用作土壤资源，进而实现大规模消纳提供了参考。
2024, 45(3): 121-130, 154.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2024.03.017
摘要:
根据某钒钛磁铁矿冶炼高炉炉型设计参数和生产工况数据，通过MATLAB计算软件建立该高炉操作炉型计算模型，研究高炉运行中高温区域炉墙挂渣情况。计算结果表明：受高炉边缘气流控制较弱影响，高温区域炉墙的热负荷大多在12 kW/(m2·s)以下，冷却壁壁体温度接近炉壳温度，冷却壁热面的渣皮厚度普遍高于100 mm，且渣皮厚度分布不均匀，个别方向达到200 mm以上；对比普通高炉，冶炼钒钛磁铁矿高炉在同等热负荷下，高温区域挂渣能力更强，从安全性与渣皮稳定性考虑，高炉冷却壁热负荷应控制在10.50～34.50 kW/(m2·s)。
根据某钒钛磁铁矿冶炼高炉炉型设计参数和生产工况数据，通过MATLAB计算软件建立该高炉操作炉型计算模型，研究高炉运行中高温区域炉墙挂渣情况。计算结果表明：受高炉边缘气流控制较弱影响，高温区域炉墙的热负荷大多在12 kW/(m2·s)以下，冷却壁壁体温度接近炉壳温度，冷却壁热面的渣皮厚度普遍高于100 mm，且渣皮厚度分布不均匀，个别方向达到200 mm以上；对比普通高炉，冶炼钒钛磁铁矿高炉在同等热负荷下，高温区域挂渣能力更强，从安全性与渣皮稳定性考虑，高炉冷却壁热负荷应控制在10.50～34.50 kW/(m2·s)。
2024, 45(3): 200-204.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2024.03.028
摘要:
准确、快速地测定钒钛磁铁矿中的稀土元素，对钒钛磁铁矿的高效利用有着重要的作用。针对目前国内外缺乏钒钛磁铁矿中稀土元素分析方法的问题，试验选取不同矿区具有代表性的5件钒钛磁铁矿作为试验样品，采用盐酸、氢氟酸、硝酸外加硫酸混合酸溶分解的方式，并结合电感耦合等离子体质谱仪检出限低、灵敏度高、干扰小的特点，对钒钛磁铁矿中稀土元素测定过程中的仪器条件、测定模式、内标元素、同位素选择及质谱干扰进行研究。结果表明，在最佳的仪器工作参数的条件下，采用STD模式，选择干扰小且丰度大的同位素，选择合适的内标元素Rh和Re，能够有效地降低基体效应引起的信号强度漂移。此外，通过精密度试验及加标回收试验发现，采用电感耦合等离子体质谱法测定钒钛磁铁矿中的稀土元素能获得良好的精密度与准确度，此方法准确有效。
准确、快速地测定钒钛磁铁矿中的稀土元素，对钒钛磁铁矿的高效利用有着重要的作用。针对目前国内外缺乏钒钛磁铁矿中稀土元素分析方法的问题，试验选取不同矿区具有代表性的5件钒钛磁铁矿作为试验样品，采用盐酸、氢氟酸、硝酸外加硫酸混合酸溶分解的方式，并结合电感耦合等离子体质谱仪检出限低、灵敏度高、干扰小的特点，对钒钛磁铁矿中稀土元素测定过程中的仪器条件、测定模式、内标元素、同位素选择及质谱干扰进行研究。结果表明，在最佳的仪器工作参数的条件下，采用STD模式，选择干扰小且丰度大的同位素，选择合适的内标元素Rh和Re，能够有效地降低基体效应引起的信号强度漂移。此外，通过精密度试验及加标回收试验发现，采用电感耦合等离子体质谱法测定钒钛磁铁矿中的稀土元素能获得良好的精密度与准确度，此方法准确有效。
摘要：
从2020年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并对目前行业存在的问题提出了建议。
从2020年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并对目前行业存在的问题提出了建议。
摘要：
总结回顾了中国钛白粉工业2019、2020年的各项行业数据和表现，分析了当前面临的形势及发展趋势，认为高质量发展成为钛白粉行业未来发展的主旋律，钛白粉产能集中度虽有提高，但洗牌效应短期内难以呈现，这也是行业发展的一个难题，另外行业监管、氯化法钛原料问题、环保及清洁生产问题仍不容忽视。
总结回顾了中国钛白粉工业2019、2020年的各项行业数据和表现，分析了当前面临的形势及发展趋势，认为高质量发展成为钛白粉行业未来发展的主旋律，钛白粉产能集中度虽有提高，但洗牌效应短期内难以呈现，这也是行业发展的一个难题，另外行业监管、氯化法钛原料问题、环保及清洁生产问题仍不容忽视。
摘要：
在弹簧钢55SiCr成分基础上进行钒微合金化处理，获得了55SiCrV，通过淬火+回火正交试验、显微组织观察、力学性能测试和X射线衍射等手段，研究并分析了淬火+回火工艺对弹簧钢55SiCrV微观组织和力学性能的影响，结果表明：0.20%V的添加可使55SiCrV组织中存在大量弥散均匀分布的10～35 nm含钒析出相，强化效果最佳。淬火+回火处理可以改变55SiCrV的显微组织比例，其中的残余奥氏体可以降低强度和增加塑性，55SiCrV获得最佳力学性能匹配（Rm=1 815 MPa、Z=28%）的热处理工艺为900 ℃淬火+430 ℃回火，对应其残余奥氏体含量为2.3%。
在弹簧钢55SiCr成分基础上进行钒微合金化处理，获得了55SiCrV，通过淬火+回火正交试验、显微组织观察、力学性能测试和X射线衍射等手段，研究并分析了淬火+回火工艺对弹簧钢55SiCrV微观组织和力学性能的影响，结果表明：0.20%V的添加可使55SiCrV组织中存在大量弥散均匀分布的10～35 nm含钒析出相，强化效果最佳。淬火+回火处理可以改变55SiCrV的显微组织比例，其中的残余奥氏体可以降低强度和增加塑性，55SiCrV获得最佳力学性能匹配（Rm=1 815 MPa、Z=28%）的热处理工艺为900 ℃淬火+430 ℃回火，对应其残余奥氏体含量为2.3%。
摘要：
从2020年全球钒资源概况，五氧化二钒、偏钒酸铵、钒铁和钒氮合金等品种的产能、产量、需求、进出口贸易和市场价格等方面阐述和分析了钒工业的整体情况，并介绍了2020年全球钒电池领域发生的主要大事件。依据目前国内外钒行业运行态势对后市进行了展望，认为全球钒扩能态势短期内不会大改，钒产品供过于求的状态将促使价格呈现盘整回归态势。“双碳”背景下的中国市场依旧是全球钒需求的主场，钒氮合金亦将成为钒产品近中期的发展趋势，钒企间的协同创新将促进钒产业逐步呈现良性“竞合”局面。
摘要：
为了探究Mg处理对易切削钢中夹杂物的影响，以1144高硫易切削钢为试验钢种，采用金相和能谱仪等手段研究了Mg处理对1144易切削钢中夹杂物的形态、尺寸分布和夹杂物成分的影响。结果表明：在易切削钢铸坯中，Mg处理使得易切削钢铸坯硫化物夹杂由Ⅱ类向Ⅲ类、Ⅰ类转变，分布更为均匀，同时使得复合硫化锰夹杂物比例提升。在轧材中，使得钢中夹杂物球化，并且钢中硫化锰夹杂物的尺寸和分布也得到了较好的改善，同时，Mg处理能够有效提高易切削钢的切削加工性能。
为了探究Mg处理对易切削钢中夹杂物的影响，以1144高硫易切削钢为试验钢种，采用金相和能谱仪等手段研究了Mg处理对1144易切削钢中夹杂物的形态、尺寸分布和夹杂物成分的影响。结果表明：在易切削钢铸坯中，Mg处理使得易切削钢铸坯硫化物夹杂由Ⅱ类向Ⅲ类、Ⅰ类转变，分布更为均匀，同时使得复合硫化锰夹杂物比例提升。在轧材中，使得钢中夹杂物球化，并且钢中硫化锰夹杂物的尺寸和分布也得到了较好的改善，同时，Mg处理能够有效提高易切削钢的切削加工性能。
摘要：
简述了连铸板坯电磁搅拌技术的发展过程和现存问题，重点阐述了连铸板坯生产过程中结晶器内和二冷区电磁搅拌的工作原理和技术特点，对电磁搅拌器的安装位置进行了归纳，同时总结了板坯结晶器电磁搅拌和二冷区电磁搅拌的研究现状，探究了影响板坯电磁搅拌效果的因素及其主次关系，归纳了用于二冷区电磁搅拌支撑辊的作用及需继续探究的方向，分析了板坯电磁搅拌技术对铸坯内元素分布和等轴晶区间隙率的影响，为以后的板坯电磁搅拌研究者提供参考。
简述了连铸板坯电磁搅拌技术的发展过程和现存问题，重点阐述了连铸板坯生产过程中结晶器内和二冷区电磁搅拌的工作原理和技术特点，对电磁搅拌器的安装位置进行了归纳，同时总结了板坯结晶器电磁搅拌和二冷区电磁搅拌的研究现状，探究了影响板坯电磁搅拌效果的因素及其主次关系，归纳了用于二冷区电磁搅拌支撑辊的作用及需继续探究的方向，分析了板坯电磁搅拌技术对铸坯内元素分布和等轴晶区间隙率的影响，为以后的板坯电磁搅拌研究者提供参考。
摘要：
利用透射电镜（TEM）对纳米二氧化钛的形貌和粒度进行分析后，将纳米二氧化钛制成乳胶漆、汽车漆、家具漆和防腐漆，对其进行耐候性、随角异色等性能分析。结果表明，金红石纳米二氧化钛可大幅度提高乳胶漆的耐候性、耐水性、耐碱性和耐洗刷性能，可提高家具漆和防腐漆的耐候性；纳米二氧化钛和铝粉配合制成的汽车漆具有随角异色效果，二氧化钛的粒度对其随角异色性能有很大影响，平均粒径为280 nm的普通颜料钛白改性铝粉漆无随角异色效果，平均粒径为35 nm的纳米二氧化钛改性铝粉漆有显著的随角异色效果，并且随纳米二氧化钛加量的增加，其不同角度的颜色差异增大。
利用透射电镜（TEM）对纳米二氧化钛的形貌和粒度进行分析后，将纳米二氧化钛制成乳胶漆、汽车漆、家具漆和防腐漆，对其进行耐候性、随角异色等性能分析。结果表明，金红石纳米二氧化钛可大幅度提高乳胶漆的耐候性、耐水性、耐碱性和耐洗刷性能，可提高家具漆和防腐漆的耐候性；纳米二氧化钛和铝粉配合制成的汽车漆具有随角异色效果，二氧化钛的粒度对其随角异色性能有很大影响，平均粒径为280 nm的普通颜料钛白改性铝粉漆无随角异色效果，平均粒径为35 nm的纳米二氧化钛改性铝粉漆有显著的随角异色效果，并且随纳米二氧化钛加量的增加，其不同角度的颜色差异增大。
摘要：
采用偏光显微镜研究了石钢不同碱度烧结矿的矿物组成及显微结构特征，烧结矿矿相结构与冶金性能之间的关系。研究发现：随着碱度的升高，烧结矿矿物组成简单化，粘结相含量升高，其中铁酸钙含量增加明显；显微结构均匀化，由斑状-粒状结构过渡为交织熔蚀结构，气孔率升高，出现骸晶状及菱形定向排列的赤铁矿，铁酸钙由他形晶形态过渡为针状形态。相应的烧结矿强度、还原性能及低温还原粉化性能有所改善。
采用偏光显微镜研究了石钢不同碱度烧结矿的矿物组成及显微结构特征，烧结矿矿相结构与冶金性能之间的关系。研究发现：随着碱度的升高，烧结矿矿物组成简单化，粘结相含量升高，其中铁酸钙含量增加明显；显微结构均匀化，由斑状-粒状结构过渡为交织熔蚀结构，气孔率升高，出现骸晶状及菱形定向排列的赤铁矿，铁酸钙由他形晶形态过渡为针状形态。相应的烧结矿强度、还原性能及低温还原粉化性能有所改善。
摘要：
电渣重熔对于提高钢的纯净度有明显的效果，但对于低氧含量钢种存在增氧现象。通过采用GCr15轴承钢作为自耗电极，研究在大气环境下和Ar保护下使用不同渣系对轴承钢中氧含量及夹杂物的变化规律。研究发现，采用CaF2-Al2O3-CaO三元渣系在氩气保护下电渣重熔GCr15轴承钢时，电渣锭中的氧含量随渣系中的Al2O3含量下降而降低，而使用不含Al2O3渣系重熔的电渣锭中氧含量最低；氩气保护下重熔的电渣锭中的夹杂物直径均比使用同种渣系在空气中重熔的电渣锭要小。氧含量增加主要是因为电渣重熔过程渣池温度过高，导致渣中Al2O3稳定性变差所致。
电渣重熔对于提高钢的纯净度有明显的效果，但对于低氧含量钢种存在增氧现象。通过采用GCr15轴承钢作为自耗电极，研究在大气环境下和Ar保护下使用不同渣系对轴承钢中氧含量及夹杂物的变化规律。研究发现，采用CaF2-Al2O3-CaO三元渣系在氩气保护下电渣重熔GCr15轴承钢时，电渣锭中的氧含量随渣系中的Al2O3含量下降而降低，而使用不含Al2O3渣系重熔的电渣锭中氧含量最低；氩气保护下重熔的电渣锭中的夹杂物直径均比使用同种渣系在空气中重熔的电渣锭要小。氧含量增加主要是因为电渣重熔过程渣池温度过高，导致渣中Al2O3稳定性变差所致。
摘要：
主要介绍先进热成形技术、脉冲电流辅助成形技术和电磁辅助成形技术的特点，及其在钛合金薄壁板材成形中应用的研究进展。热成形是钛合金塑性加工应用最为普遍的成形工艺，利用高温下钛合金塑性变形软化的特征，能够实现复杂钛合金零件的成形。脉冲电流和电磁辅助成形技术目前尚未开展大规模的产业应用，其在高强度难成形材料的成形加工方面具有潜在应用前景。
主要介绍先进热成形技术、脉冲电流辅助成形技术和电磁辅助成形技术的特点，及其在钛合金薄壁板材成形中应用的研究进展。热成形是钛合金塑性加工应用最为普遍的成形工艺，利用高温下钛合金塑性变形软化的特征，能够实现复杂钛合金零件的成形。脉冲电流和电磁辅助成形技术目前尚未开展大规模的产业应用，其在高强度难成形材料的成形加工方面具有潜在应用前景。
摘要：
从2022年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并针对目前行业存在的问题提出了建议。
从2022年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并针对目前行业存在的问题提出了建议。
摘要：
总结梳理了2022年中国钛白粉行业的各项运行数据，如产能、产量、市场表观需求量、产能分布等，重点分析了近期钛白粉产能增长趋势及相应钛矿原料供求关系的变化。指出，2022年钛白粉产量、产能继续保持增长趋势，产能集中度进一步提高；同时，现有生产商规模的进一步扩大，业外加盟项目的增加，将导致钛矿供应的紧缺。另外，随着绿色新能源电池材料产业的兴起，大批磷酸铁或磷酸铁锂项目建设或筹建，将导致钛白粉产能激增，加剧钛矿供需矛盾，届时市场前景和行业面貌堪忧，各方应高度关注和及时调整。
总结梳理了2022年中国钛白粉行业的各项运行数据，如产能、产量、市场表观需求量、产能分布等，重点分析了近期钛白粉产能增长趋势及相应钛矿原料供求关系的变化。指出，2022年钛白粉产量、产能继续保持增长趋势，产能集中度进一步提高；同时，现有生产商规模的进一步扩大，业外加盟项目的增加，将导致钛矿供应的紧缺。另外，随着绿色新能源电池材料产业的兴起，大批磷酸铁或磷酸铁锂项目建设或筹建，将导致钛白粉产能激增，加剧钛矿供需矛盾，届时市场前景和行业面貌堪忧，各方应高度关注和及时调整。
