金属材料

轧后冷却制度对X80级抗大变形管线钢组织和屈强比的影响

焦多田，蔡庆伍，武会宾

金属材料

轧后冷却制度对X80级抗大变形管线钢组织和屈强比的影响

焦多田，蔡庆伍，武会宾

利用SEM和TEM原位拉伸方法研究了轧后冷却制度对X80级抗大变形管线钢组织的影响及低屈强比的微观机理。结果表明：采用轧后弛豫+控制冷却的工艺可以获得铁索体+贝氏体双相组织，弛豫终止温度是影响铁素体体积含量和晶粒大小的决定因素。当弛豫终止温度区间为690～705℃时，试样的强度和塑性达到了较好的匹配，满足X80级抗大变形管线钢的性能要求。弛豫终止温度越低，铁素体体积含量越高，晶粒尺寸越大，屈强比越低。对拉伸过程进行动态原位观察的结果表明，铁索体（软相）和贝氏体（硬相）的协调变形机制是屈强比降低的原因。

管线钢；抗大变形；屈强比；弛豫；协调变形

来源出版物：金属学报, 2009, 45(9): 1111-1116

入选年份：2014

关于洁净钢的若干基本问题

徐匡迪

摘要：洁净钢是针对客户提出的质量要求，钢厂不断改进工艺，装备后，逐步提高洁净度的各类钢。介绍了典型钢种的洁净度要求及近半个世纪来商用钢中杂质能达到的最低水平。钢中总氧量对钢的洁净度至关重要，列举了国内外主要钢厂精炼、凝固过程中钢中总氧量的变化及降低总氧量的相关理论。减少钢中夹杂物数量及控制其形态也是洁净钢的重要任务，讨论了脱氧产物、脱氧剂再氧化及顶渣与耐火材料成分的影响，对430系不锈钢中夹杂物控制及精炼时最佳搅拌强度作了介绍，简述了钙处理使铝镇静钢夹杂物转形的基础理论。对超低磷、超低硫钢生产的冶金原理作重点阐述，介绍了抗氢致开裂（HIC）的管线钢中超低硫和硫化物的形态控制。对钢中其它杂质元素去除的可能途径也进行了讨论。

关键词：洁净钢；洁净度；总氧量；夹杂物形态控制；超低硫钢；超低磷钢

来源出版物：金属学报, 2009, 45(3): 257-269

入选年份：2014

块状非晶合金及其复合材料研究进展

胡壮麒，张海峰

摘要：本文结合本研究组近几年的部分研究结果，围绕制备-结构-性能之间的相互关系和内在机制，通过调控合金熔体加热和凝固过程以及复合材料界面结构的设计，制备出几种结构可控和性能优异的非晶合金及非晶复合材料。其中（Ti，Zr）基非晶块体材料尺寸在50 mm以上，非晶复合材料特别是结构可控的晶态/非晶态双连续相复合材料具有良好的力学性能。研究工作涉及锆基、镁基、镍基和钛基等主要合金体系及其复合材料，在综合分析和论述的基础上，力图清晰地认识和理解制备-结构-性能之间的内在关系。非晶合金的大量应用一直是待攻克的重要目标，期望颇具特色的非晶复合材料能得到实际应用。

关键词：块状非晶合金；非晶基复合材料；凝固控制

来源出版物：金属学报, 2010, 46(11): 1391-1421

入选年份：2014

我国高温合金的发展与创新

师昌绪，仲增墉

摘要：本文描述了我国高温合金的发展历程，近期的科技进步与创新和今后需进行的工作。

关键词：高温合金

来源出版物：金属学报, 2010, 46(11): 1281-1288

入选年份：2014

轨道交通车辆用6005A合金板材时效析出及硬化行为研究

杨文超，汪明朴，盛晓菲，等

关键词：6005A合金；透射电镜（TEM）；β″相；微观组织；时效析出

来源出版物：金属学报, 2010, 46(12): 1481-1487

入选年份：2014

25钢在海水中的微生物单因素腐蚀

吴进怡，柴柯，肖伟龙，等

摘要：通过对比25钢在自然海水和无菌海水中的腐蚀行为，研究了微生物单因素对25钢腐蚀行为的影响。结果表明，微生物对25钢的腐蚀有显著影响，微生物对25钢平均腐蚀速率的影响与微生物种类和含量密切相关。锈层中的微生物主要由假单胞菌、弧菌、铁细菌、硫杆菌和硫酸盐还原菌组成，浸泡365 d时还出现大量的黄杆菌。其中好氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌的含量均随浸泡时间规律性变化，这也导致在不同浸泡时间下微生物的作用及其作用机理的不同。

关键词：25钢；海水；微生物；腐蚀

来源出版物：金属学报, 2010, 46(6): 755-760

入选年份：2014

长期热老化对铸造奥氏体不锈钢组织和性能的影响

李时磊，王艳丽，李树肖，等

摘要：将铸造奥氏体不锈钢在400℃下时效至104h，通过力学性能测试和组织观察，分析了老化时间对力学性能和组织结构的影响。结果表明：铁素体相的体积分数随老化时间没有变化；长期老化后材料的磁导率降低，同时铁素体相的纳米压入硬度增加；材料的Charpy冲击功随老化时间迅速下降，冲击断口形貌也随之不断变化；通过TEM观察发现，铁素体相在长期老化后析出了弥散的α''相和少量的G相，α''相是由铁素体发生调幅分解而生成的，是导致铸造奥氏体不锈钢热老化脆化的主要原因。

关键词：铸造奥氏体不锈钢；热老化；铁素体含量；力学性能

来源出版物：金属学报, 2010, 46(10): 1186-1191

入选年份：2014

S含量对高速车轮钢断裂韧性影响的研究

马跃，潘涛，江波，等

摘要：研究了S含量对高速车轮钢断裂韧性的影响。结果显示，适当提高车轮钢中的S含量，可以有效提高断裂韧性。对夹杂物的分析表明，S含量为0.001%（质量分数）的车轮钢中Al2O3和Al2O3+(Ca,Mg)O的氧化物夹杂相对较多，而MnS夹杂物较少。在相近的O含量水平下，将S含量从0.001%提高到0.006%，车轮钢中夹杂物形态发生变化，主要形成MnS包裹在Al2O3表面的复合夹杂物。断裂韧性的提高与夹杂物种类和形态的变化有关。应用镶嵌应力理论分析表明，MnS包裹在Al2O3表面后，相比于单独Al2O3夹杂物，可改善复合夹杂物周围的应力集中，从而改善断裂韧性。

关键词：车轮钢；断裂韧性；夹杂物；镶嵌应力

来源出版物：金属学报, 2011, 47(8): 978-983

入选年份：2014

添加Nb对Zr-4合金在500℃过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响

姚美意，李士炉，张欣，等

摘要：用高压釜腐蚀实验研究了在Zr-4合金成分基础上添加0.1%～0.3%（质量分数）Nb的合金在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能，用TEM和SEM分别观察了合金的显微组织和氧化膜断口形貌。结果表明，合金在500℃/10.3 MPa 过热蒸汽中腐蚀500 h均未出现疖状腐蚀，完全抑制了疖状腐蚀的产生，这与Nb在α-Zr中的固溶量较大有关，固溶在α-Zr中的Nb能抑制疖状腐蚀斑的形核，提高耐疖状腐蚀性能；合金耐均匀腐蚀性能随着Nb含量的增加而降低，这与Nb的添加降低了固溶在α-Zr中的（Fe+Cr）含量有关，也与Zr(Fe,Cr,Nb)2第二相的析出有关，这2种因素都会加快氧化膜显微组织在腐蚀过程中的演化，促进孔隙和微裂纹的形成。

关键词：锆合金；Nb；疖状腐蚀；显微组织

来源出版物：金属学报, 2011, 47(7): 865-871

入选年份：2014

石煤提钒钠化焙烧与钙化焙烧工艺研究

别舒，王兆军，李清海，等

摘要：调研了石煤提钒钠化焙烧和钙化焙烧两种工艺的发展现状。高硅低钙含量的石煤宜采用钠化焙烧，高钙含量的石煤宜采用钙化焙烧，两种工艺各有所长。归纳了两种工艺下石煤提钒的最佳焙烧条件，得出最佳焙烧条件分别为：钠化焙烧温度区间800～850℃，焙烧时间2.0～2.5 h，磨矿粒度106～180 m，氯化钠用量为矿石的10%～20%。钙化焙烧比钠化焙烧要高100℃，温度区间900～950℃，焙烧时间2～3 h，磨矿粒度106～180 mm，石灰用量为矿石的6%～8%。两种焙烧都需要充足的氧化氛围，但钠化焙烧时氧气不宜过多。各最佳焙烧条件之间存在一定耦合关系，在生产实际中，宜针对不同石煤进行特定实验。最后，总结了石煤提钒的主要焙烧设备，其中流化床炉具有较好的发展前景。

关键词：石煤；钒；焙烧；最佳焙烧条件；流化床

来源出版物：稀有金属, 2010, 34(2): 291-297

入选年份：2014

石煤焙烧物料提钒的试验研究

朱军，郭继科，齐建云，等

摘要：以石煤脱碳焙烧利用热值后的物料为研究对象。采用“硫酸+助浸剂浸出，浸出液经回调pH值及还原处理后萃取和反萃取，反萃取液氧化后经酸性铵盐沉钒等”工艺制取五氧化二钒。工艺参数：在物料粒径小于37 μm（100%）、硫酸用量为50%、助浸剂用量为4%、液固比为2.5∶1、浸出温度为90℃、浸出时间为7 h等条件下浸出，在12.5% P204+5%TBP+82.5%磺化煤油为有机相、水相pH值为2、相比为2∶1、三级逆流萃取、1.5 mol·L-1硫酸三级逆流反萃取等条件下萃取和反萃取。结果表明：浸出过程经动力学分析，表观活化能为46.26 kJ·mol-1，属于化学反应控制过程；钒总回收率达75%以上；V2O5产品纯度大于99%，符合GB3283——1987质量要求；全流程几乎无废气外排，废水经处理后循环使用率达97%以上，废渣可用于建材，属于清洁型提钒工艺。

关键词：石煤；浸出；动力学；萃取；五氧化二钒

来源出版物：稀有金属, 2012, 36(5): 804-810

入选年份：2014

石煤提钒碱浸过程动力学研究

郑琍玉，于少明，刘彬，等

摘要：研究了石煤空白焙烧料NaOH溶液浸出过程中液固比、NaOH溶液初始浓度、反应搅拌速率、矿石粒径、温度对浸出速率的影响，确定了石煤提钒碱浸过程动力学方程式，计算了反应的表观活化能。结果表明：液固比、反应搅拌速率对浸出速率的影响不大，NaOH溶液初始浓度、矿石粒径、浸出温度对浸出速率的影响显著；V2O5的浸出动力学适用于收缩未反应芯模型，浸出反应服从化学反应控制过程；根据Arrhenius公式，使用曲线拟合法，近似求得该反应表观活化能约为58.5 kJ·mol-1，进一步表明该反应属于化学反应控制。

关键词：石煤；钒；焙烧；碱浸；动力学

来源出版物：稀有金属, 2011, 35(1): 101-105

入选年份：2014

30 MVA直流电弧炉冶炼钛渣配碳比研究

韩丰霞，雷霆，周林，等

摘要：工业生产中，为生产出合格的钛渣必须加入适量的碳作为还原剂，将高价氧化物还原为低价氧化物。云南某公司30 MVA大型密闭直漉电弧炉（DC炉）生产运行过程中，通过控制无烟煤用量与钛精矿用量之比——配碳比（ratio of anthracite to ilmenite，简称AIR），使生产在输入能量一定、钛精矿成分稳定的条件下力求获得良好的产品品质。生产通过中空石墨电极将钛精矿和无烟煤加入DC炉内，熔炼温度控制为1973～2023 K；熔炼输入功率为15 MVA；入炉钛精矿粒度为0.1～0.33 mm；入炉无烟煤粒径为5～25 mm的比例大于85%。理论上熔炼还原1 t钛精矿，将会产出526 kg渣和368 kg金属铁，O/I比率约为89.4%，理论配碳比约为7.895%。通过生产物料衡算得出，一定熔炼周期内的AIR平均值为12.228%，O/I比率平均值为81.317%。在配碳量不足的情况下，钛精矿中的FeO易于离解出氧并与碳结合，使FeO还原反应优先于TiO2等氧化物，碳最大可能的消耗在FeO的还原上；配碳量越高，则碳将用于还原难还原的氧化物（如MgO，CaO），MnO等）上，使FeO的还原受到抑制。配碳比还会影响DC电炉熔渣流动性和挂渣层。试生产熔炼周期内，通过调整AIR，实现了钛渣中TiO2品质的提高，其含量可从82%提高到89%以上。

关键词：直流电弧炉；钛铁矿；钛渣；碳还原；配碳比

来源出版物：稀有金属, 2012, 36(2): 297-303

入选年份：2014

液氯化法浸金过程热力学

金创石，张廷安，牟望重，等

关键词：液氯化法；浸出；金

来源出版物：稀有金属, 2012, 36(1): 129-134

入选年份：2014

DIBK-TBP萃取分离锆铪的热力学研究

徐志高，王力军，池汝安，等

摘要：对二异丁基甲酮（DIBK）和TBP从HSCN介质中协同萃取锆铪的性能及热力学进行研究，采用对数函数外推法求得DIBK-TBP体系萃取反应的热力学平衡常数分别为log（K12，Zr）=4.73和log（K12，Hf）=-5.09，锫铪与SCN-形成配合物Zr（SCN）3+和Hf（SCN）3+的稳定性常数分别为1×109.86和1×10-0.80，而铪的分配比在硫氰酸盐存在时要大于锆的分配比，说明过渡金属离子锆和铪在硫氰酸盐存在时与一般金属离子与配位体形成的配合物的稳定性常数愈大，金属离子的分配比愈大的规律相矛盾，并计算出萃取反应的焓变分别为△Hzr= -11.43 kJ·mol-1和△HHf=-7.80 kJ·mol-1，说明对锆铪的萃取反应为放热反应，升高温度不利于萃取反应的进行，常温下自由能变分别为△GZr=-26.54 kJ·mol-1和△GHf=28.57 kJ·mol-1，熵变分别为△Szr=51.54 J·（K·mol）-1和△SHf= -124.07 J·（K·mol）-1，说明铪离子比锫离子更易与SCN-形成配位键，从而生成中性分子Hf(SCN)4与有机相发生溶剂化作用而进入有机相中。

关键词：DIBK；锆；铪；萃取；热力学

来源出版物：稀有金属, 2012, 36(1): 142-148

入选年份：2014

GH690合金热加工图及管材热挤压实验研究

彭海健，李德富，郭青苗，等

摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机进行高温等温压缩实验，研究了GH690合金在变形温度为950～1200℃、应变速率为0.001～10.000 s-1条件下的热变形行为，利用动态材料模型构建了GH690合金热加工图，并基于加工图进行GH690合金管材热挤压实验。结果表明：GH690合金有应力峰和动态再结晶软化的特征，在ε≥0.4时，流动应力趋于稳定状态；在热加工图中变形温度为1100～1150℃、应变速率为1.0～2.5 s-1时功率耗散效率达到0.34～0.39，该区域对应的工艺参数适合于进行GH690合金管材热挤压；在热加工图中变形温度为950～1000℃，应变速率在0.94～10.00 s-1之间的区域为不稳定变形区域，热加工时应该避开这一区域。

关键词：GH690合金；加工图；管材；挤压

来源出版物：稀有金属, 2012, 36(2): 184-190

入选年份：2014

固溶温度对新型Al-12.7Si-0.7Mg合金挤压材组织性能的影响

洪涛，龚园平，田妮，等

摘要：针对我国自主研制的新型Al-12.7Si-0.7Mg合金挤压型材，采用金相显微镜、扫描电镜及其附带的能谱分析仪以及拉伸实验研究了固溶温度对铝基体晶粒、合金相粒子尺寸、形状及数量以及挤压材力学性能的影响规律，结果表明：Al-12.7Si-0.7Mg合金挤压材基体中存在大量尺寸极其细小的点状Mg2Si相及大量微米级共晶Si粒子和少量微米级AlFeSi过剩结晶相；固溶温度从440℃升高至540℃，尺寸极其细小的点状Mg2Si相逐渐回溶入基体消失，微米级共晶Si颗粒及含AlFeSi的过剩结晶相粒子形状趋于球化，而铝基体晶粒呈现出略有长大的趋势，且共晶硅颗粒具有较明显的细化铝基体晶粒的作用；合金挤压材的强度及延伸率随固溶温度升高分别呈现出单调增大及总体下降的趋势；新型Al-12.7Si-0.7Mg合金挤压材比较适宜的固溶温度为520℃，合金挤压材经最佳固溶温度固溶水淬再经170℃×2.5 h时效处理后的Rp0.2≥279 MPa，Rm≥330 MPa，A≥9.9%。

关键词：含镁共晶Al-Si合金挤压材；固溶温度；显微组织；力学性能

来源出版物：稀有金属, 2012, 36(3): 368-372

入选年份：2014

不同组织状态TC4 ELI钛合金动态力学性能研究

刘清华，惠松骁，叶文君，等

摘要：利用分离式霍普金森压杆装置（SHPB）对低间隙Ti-6Al-4V（TC4 ELI）合金的等轴组织、双态组织和魏氏组织试样进行了动态压缩试验。应变率分别为ε=2000，3000，4000 s-1，得到了动态压缩真应力-应变（σ-ε）曲线，并对试验后发生剪切失效破坏的试样沿纵剖面切开，利用金相显微镜（OM）进行显微组织观察。结果表明：动态压缩条件下TC4 ELI合金3种组织试样的真应力-应变曲线大致分为弹性阶段和塑性阶段，没有明显的屈服平台，3种组织状态下的试样在高应变率下应变强化效应不明显，表现出一定的应变率强化效应；在4000 s-1应变率加载条件下，平均动态流变应力（σ）、均匀动态塑性应变（ε）以及冲击吸收功（E）按等轴组织、双态组织和魏氏组织顺序依次减小，等轴组织试样的σ，ε和E分别达到了1400 MPa，0.34%和470 kJ·m-3，具有较好的动态力学性能；在4000 s-1应变率加载条件下3种组织状态的试样均发生了剪切失效破坏，并在其纵剖面上都观察到了一条白亮的绝热剪切带（ASB），裂纹沿着绝热剪切带由圆柱试样的圆柱面向中心扩展，与ASB形成和扩展的方向一致，剪切带与导致断裂的裂纹密切相关。

关键词：分离式霍普金森压杆；TC4 ELI；动态力学性能；绝热剪切带

来源出版物：稀有金属, 2012, 36(4): 517-522

入选年份：2014