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GH3536合金电渣重熔铸锭微观组织演变行为

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中国冶金 2024年第4期34卷 59-71,87页

作者：鄢宇灿谷雨贾雷赵朋李明宇杨树峰北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京钢研高纳科技股份有限公司变形高温合金制品事业部北京100081 北京科技大学协同创新中心北京100083

由于高温合金铸锭由外向内凝固的原因,铸锭不同部位的冷却条件存在差异。当铸锭尺寸增大时,铸锭内部元素偏析情况加剧并产生粗大的析出相。为合理控制GH3536合金电渣重熔(ESR)铸锭内碳化物分布,为铸锭大型化发展提供理论基础,研究了铸... 详细信息

由于高温合金铸锭由外向内凝固的原因,铸锭不同部位的冷却条件存在差异。当铸锭尺寸增大时,铸锭内部元素偏析情况加剧并产生粗大的析出相。为合理控制GH3536合金电渣重熔(ESR)铸锭内碳化物分布,为铸锭大型化发展提供理论基础,研究了铸锭不同部位元素偏析及碳化物的演变过程。结合实际工业生产情况,在实验室条件下采取定向凝固试验和MeltFlow-ESR有限元数值模拟等方法,研究了冷却速率和碳化物形貌及二次枝晶间距之间的关系。结果表明,凝固过程中Mo、W、Cr元素的偏析是碳化物形成的重要原因;随着冷却速率的提高,二次枝晶间距与碳化物面积分数均降低,较低的冷却速率使枝晶间距增大,易于形成M6C/M23C6复合型碳化物;其中一次枝晶间距λ1与冷却速率R_(c)呈λ_(1)=396.78G^(-0.5)Rc^(-0.25)的正比例关系(G为凝固界面前沿的温度梯度),二次枝晶间距λ_(2)与冷却速率呈λ_(2)=102.74Rc^(-0.36)的指数关系。对比工业铸锭生产情况与实际模拟结果发现,所得试验结果与数值模拟结果对应良好;进一步研究发现,熔化速率为230 kg/h时有利于获得均匀致密的凝固组织。

关键词：镍基高温合金复合型碳化物冷却速率凝固偏析有限元模拟

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钛合金微弧氧化技术研究进展

钢铁钒钛 2024年第1期45卷 40-48页

作者：杨荭培王平杨绍兰王香洁西南石油大学新能源与材料学院四川成都610500

目前国内已建成世界上规模最大的钛工业体系,专注深化钛及钛合金的应用和使役行为探究,大力开发表面处理新技术提高使用寿命,其中,微弧氧化是最具代表性的表面改性技术,以其绿色环保的特点贯彻可持续发展战略。总结了国内外钛合金微弧... 详细信息

目前国内已建成世界上规模最大的钛工业体系,专注深化钛及钛合金的应用和使役行为探究,大力开发表面处理新技术提高使用寿命,其中,微弧氧化是最具代表性的表面改性技术,以其绿色环保的特点贯彻可持续发展战略。总结了国内外钛合金微弧氧化技术的研究成果,阐述了微弧氧化原理,综述了电解液、电参数和添加剂对钛合金微弧氧化的影响,以及钛合金微弧氧化陶瓷膜的耐腐蚀性、耐磨性及结合强度的研究进展,认为钛合金微弧氧化技术下一步研究重点需要加快研发节能电源装置,实现工件批量化生产,继续强化微弧氧化机理研究和工艺系统化设计,构建一个完整的技术库。

关键词：钛合金表面改性微弧氧化陶瓷膜性能

金川三矿区1438 m水平围岩松动圈分布特征和变化规律研究

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矿业研究与开发 2024年第7期44卷 117-124页

作者：张文翔王文杰朱大铭张鹏强武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 金川集团股份有限公司三矿区甘肃金昌市737100 镍钴共伴生资源开发与综合利用全国重点实验室甘肃金昌市737100 金川镍钴研究设计院有限责任公司甘肃金昌市737100

针对金川三矿区巷道支护中围岩松动圈差异造成的影响,以1438 m水平巷道为研究对象,采用声波测试法进行松动圈现场测试,获得了不同围岩巷道两帮松动圈厚度,建立了1438 m水平不同围岩巷道松动圈数值计算模型,研究了不同围岩松动圈分布特征... 详细信息

针对金川三矿区巷道支护中围岩松动圈差异造成的影响,以1438 m水平巷道为研究对象,采用声波测试法进行松动圈现场测试,获得了不同围岩巷道两帮松动圈厚度,建立了1438 m水平不同围岩巷道松动圈数值计算模型,研究了不同围岩松动圈分布特征,以及岩体力学参数对松动圈厚度的影响。研究结果表明:金川三矿区1438 m分段底板处松动圈厚度最大,其次是顶板、两帮、拱肩,底角处松动圈厚度最小;混合岩在不同位置的松动圈厚度普遍较大,超基性岩次之,角闪岩在不同位置的松动圈厚度普遍较小;松动圈厚度随黏聚力、内摩擦角的增大呈指数型减小,随黏聚力的减小速率缓慢降低,随内摩擦角的减小速率缓慢升高。研究结果可为三矿区围岩巷道支护方案的设计提供理论依据。

关键词：金川三矿区巷道支护松动圈厚度分布特征数值模拟

核黄素加速X80管线钢SRB腐蚀和低周疲劳失效研究

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钢铁研究学报 2024年第6期36卷 752-765页

作者：付磊蹇科林莉颜士森张应迁罗云蓉四川轻化工大学机械工程学院四川宜宾644000 四川大学灾变力学与工程防灾四川省重点实验室四川成都610065 四川轻化工大学材料科学与工程学院四川自贡643000 钒钛资源综合利用四川省重点实验室四川攀枝花617000 成都理工大学材料与化学化工学院四川成都610059 四川轻化工大学土木工程学院四川自贡643000

埋地管道服役的土壤中多种微生物杂居,产电微生物分泌的电子穿梭体可能会影响微生物的腐蚀行为;且管道常出现低频压力波动、长期承受交变载荷作用,会使其产生低周疲劳。基于此,在研究硫酸盐还原菌对X80管线钢腐蚀的基础上,探究内源性电... 详细信息

埋地管道服役的土壤中多种微生物杂居,产电微生物分泌的电子穿梭体可能会影响微生物的腐蚀行为;且管道常出现低频压力波动、长期承受交变载荷作用,会使其产生低周疲劳。基于此,在研究硫酸盐还原菌对X80管线钢腐蚀的基础上,探究内源性电子穿梭体核黄素对微生物腐蚀疲劳的影响。结果表明:核黄素通过加速电子转移,促进了细菌腐蚀金属,但没有改变腐蚀产物及历程。在4组0.4%~0.7%应变幅下,2组预腐蚀体系相对未腐蚀体系疲劳寿命分别降低了17.5%~27.8%和33.5%~58.1%;随着应变幅增大,塑性应变幅在总应变幅中的占比也逐渐增大;腐蚀前后材料的循环响应特征和Masing特性没有改变;由应变、应变能密度和疲劳韧性寿命曲线预测结果可知:细菌腐蚀对钢材的塑性应变寿命影响显著,且疲劳断口分析验证了细菌腐蚀会加速钢材塑性失效。

关键词： X80管线钢硫酸盐还原菌核黄素低周疲劳

加热温度对工业规模CeCl_(3)喷雾焙烧反应器影响的数值模拟

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有色金属（冶炼部分） 2024年第6期 85-96页

作者：董云芳张松松王振峰伍永福刘中兴刘铃声内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 轻稀土清洁提取与应用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010 内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014010

CeO_(2)颗粒由于具有优异的性能,市场对CeO_(2)颗粒的需求逐年增加。为探究使用在氧化铁颗粒工业化生产的Ruthner型喷淋焙烧反应器生产CeO_(2)颗粒的可能性,结合单液滴失重试验,使用ANSYS Fluent软件,分别探究550、650、750和850℃四种... 详细信息

CeO_(2)颗粒由于具有优异的性能,市场对CeO_(2)颗粒的需求逐年增加。为探究使用在氧化铁颗粒工业化生产的Ruthner型喷淋焙烧反应器生产CeO_(2)颗粒的可能性,结合单液滴失重试验,使用ANSYS Fluent软件,分别探究550、650、750和850℃四种不同加热温度对反应器的影响。单液滴失重试验表明,氯化铈和氯化铁、氯化亚铁的热解过程基本一致,使用该型反应器制备CeO_(2)颗粒理论上可行。对小型工业反应器进行等比例建模,研究反应器内部化学反应的具体过程。结果表明,550℃是最合适的温度,对工业生产具有一定指导意义。

关键词：氯化铈喷雾热解 Ruthner型喷淋焙烧反应器数值模拟

口腔常用金属材料钛合金微生物腐蚀最新研究进展

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热加工工艺 2024年

作者：谭明星付磊林莉罗云蓉颜士森王正国牟杰爽过程装备与控制四川省高校重点实验室钒钛资源综合利用四川省重点实验室四川大学灾变力学与工程防灾减灾四川省重点实验室四川轻化工大学材料科学与工程学院四川轻化工大学机械工程学院

口腔医用金属材料服役过程中长期处于种类繁多的微生物电解质生理环境,这一复杂的酸性电解质环境会诱发医用金属材料产生微生物腐蚀,钛及其合金作为牙科领域广泛使用的口腔金属材料,研究其作为植入体材料在口腔服役环境中的微生物腐蚀... 详细信息

口腔医用金属材料服役过程中长期处于种类繁多的微生物电解质生理环境,这一复杂的酸性电解质环境会诱发医用金属材料产生微生物腐蚀,钛及其合金作为牙科领域广泛使用的口腔金属材料,研究其作为植入体材料在口腔服役环境中的微生物腐蚀失效机制并探索防腐蚀的措施具有重要意义。为此,以口腔植入体金属材料应用为研究背景,重点围绕钛合金微生物腐蚀及其相互作用失效机制等关键问题,综述了常见4种口腔微生物(变形链球菌、白色念珠菌、血链球菌、牙龈卟啉菌)对钛及其钛合金腐蚀研究现状;探讨了钛材在口腔环境中的腐蚀机理,并对口腔植入体材料进行展望,旨在为口腔植入体金属材料腐蚀与防护设计提供参考。

关键词：钛及其合金口腔微生物腐蚀机理腐蚀与防护

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合金元素V、Cu对含铜钢组织和性能的影响

钢铁钒钛 2024年第4期45卷 129-136页

作者：杨何侯自勇赵俊王亚茹梁杰常智渊张玲黄晓旭钒钛资源综合利用国家重点实验室重庆大学材料科学与工程学院重庆大学轻合金材料国际合作联合实验室

设计了0V1Cu钢、0.15V1Cu钢和0.15V4Cu钢3种含Cu高强钢，研究了V、Cu元素对其组织和性能的影响规律。采用相变热力学与动力学计算、LOM、SEM、TEM及显微硬度测试等系统研究了试验钢相变、显微组织和显微硬度的变化规律。结果表明：3种... 详细信息

设计了0V1Cu钢、0.15V1Cu钢和0.15V4Cu钢3种含Cu高强钢，研究了V、Cu元素对其组织和性能的影响规律。采用相变热力学与动力学计算、LOM、SEM、TEM及显微硬度测试等系统研究了试验钢相变、显微组织和显微硬度的变化规律。结果表明：3种试验钢的Ac1温度在673～675°C；添加1%Cu且V含量由0提高到0.15%时，Ac3温度由769°C升高到775°C；添加0.15%V且Cu含量由1%提高到4%时，Ac3温度由775°C下降到757°C。0V1Cu钢和0.15V1Cu钢热轧态组织均为粒状贝氏体，而0.15V4Cu钢的热轧态组织为马氏体和少量贝氏体，经1 100°C奥氏体化后淬火，3种试验钢组织均为板条马氏体。添加0.15%V以及V和Cu复合添加均可提高试验钢的淬火硬度。其中，0.15V4Cu钢淬火硬度（HV）最高，为597±7，与0V1Cu钢和0.15V1Cu钢相比，分别提高了44和11。以上研究表明，通过调控V和Cu的添加可以实现试验钢热轧及淬火态显微组织和显微硬度的大幅度调控，为新型超高强韧含铜钢的研发提供理论指导。

关键词：含Cu钢 V Cu 相变显微硬度显微组织淬火

混合钎料对镍基单晶高温合金大间隙钎焊接头组织和性能的影响

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焊接 2024年第6期 1-8页

作者：贺彤王诗洋李可馨侯星宇孙元东北大学沈阳110819 中国科学院金属研究所沈阳110016

【目的】采用一种新型镍基钎料和母材成分一致的高熔点合金粉混合的方法制备出混合钎料,研究了添加的高熔点合金粉的粒径和配比对钎缝微观组织和力学性能的影响。【方法】采用扫描电子显微镜对钎焊接头的析出相、元素分布、微观组织进... 详细信息

【目的】采用一种新型镍基钎料和母材成分一致的高熔点合金粉混合的方法制备出混合钎料,研究了添加的高熔点合金粉的粒径和配比对钎缝微观组织和力学性能的影响。【方法】采用扫描电子显微镜对钎焊接头的析出相、元素分布、微观组织进行了分析,并对钎焊接头的硬度及持久性能进行了测试。【结果】研究表明,接头主要由钎料合金区(FAZ)、界面连接区(IBZ)和扩散影响区(DAZ)三部分组成。钎料合金区主要由M3B2和M8B型硼化物及γ/γ′相组成。界面连接区由γ和γ′沉淀强化相组成。当合金粉粒径为44μm和75μm时,均可得到无缺陷的焊接接头;但当合金粉粒径尺寸达177μm时,钎缝内会形成孔洞缺陷。【结论】随着合金粉比例的提高,接头连接区的显微硬度有所上升。当合金配比由30%到50%,接头的持久寿命由15 h增加至34 h;但进一步提升比例至60%时,接头的持久寿命下降至0.6 h。该文的结果可为实现高温热端零部件的连接和修复工程应用提供理论依据和参考价值。

关键词：镍基单晶高温合金混合粉末钎料大间隙钎焊持久性能

HIsmelt熔融还原主反应器能质流转模型构建与验证

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钢铁 2022年第9期57卷 57-64页

作者：逄靖王振阳张建良张树石北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 昆士兰大学化学工程学院圣卢西亚4072

HIsmelt熔融还原炼铁工艺以铁矿粉和煤粉作为原料,流程中不需要烧结、球团和焦化,与高炉炼铁流程相比具有降碳减排等优势。明晰能质流转过程对HIsmelt熔融还原炼铁实际生产具有指导意义。基于物料平衡、热平衡方程,对输入和输出HIsmelt... 详细信息

HIsmelt熔融还原炼铁工艺以铁矿粉和煤粉作为原料,流程中不需要烧结、球团和焦化,与高炉炼铁流程相比具有降碳减排等优势。明晰能质流转过程对HIsmelt熔融还原炼铁实际生产具有指导意义。基于物料平衡、热平衡方程,对输入和输出HIsmelt主反应器物质和能量进行平衡计算,建立能质流转模型,并结合FactSage中Equilib模块计算的各元素在渣铁两相间的质量分配比及实际生产数据对其进行修正。该模型可以计算原料和燃料成分、矿煤质量比、二次燃烧率、热风氧含量等参数对铁水温度、炉渣成分、热风量、煤气量等主要冶炼指标的影响。其次依据该模型,进行了物料平衡、热平衡计算,依据实际生产数据对模型计算结果进行了验证,结果表明该模型与实际生产数据契合度较高。探究了矿煤质量比对冶炼的影响,矿煤质量比为1.39~1.45时,矿煤质量比降低0.1,会使二次燃烧率降低0.23%,进而造成煤气化学能的利用率降低,同时需要更多的热风使煤粉燃烧,热风量和煤气产生量增加,可以通过适当提高热风氧含量以提高二次燃烧率并使煤气量降低来改善;矿煤质量比降低0.001,会使铁水温度升高3.76℃,有利于铁水后续的加工处理,但铁水温度升高使铁元素在铁液与渣中的比值降低,使炉渣FeO质量分数升高0.026%,增加铁损,可通过降低富氧热风喷吹量来降低铁的氧化量,从而降低铁损。

关键词：能质流转 HIsmelt 熔融还原炉二次燃烧率矿煤质量比炉渣铁含量