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亚包晶钢连续冷却转变曲线的不同测定手段与对比分析

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钢铁研究学报 2024年第4期36卷 529-537页

作者：白云张壮陈斌王璞王鹏张家泉北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 江阴兴澄特种钢铁有限公司江苏江阴214429

连续冷却转变曲线的准确测定对于揭示材料的高温组织转变产物及热加工工艺的制定至关重要。以低合金亚包晶钢板坯连铸工况为例,采用Gleeble热模拟试验机和相变仪在0.1~50℃/s冷速范围内利用膨胀法测定其CCT曲线,并结合组织分析和JMatPr... 详细信息

连续冷却转变曲线的准确测定对于揭示材料的高温组织转变产物及热加工工艺的制定至关重要。以低合金亚包晶钢板坯连铸工况为例,采用Gleeble热模拟试验机和相变仪在0.1~50℃/s冷速范围内利用膨胀法测定其CCT曲线,并结合组织分析和JMatPro计算结果进行了比对分析。结果表明,Gleeble热模拟由于加热方式和试样尺度特点导致实测膨胀曲线稳定性较差;其加热试样中存在室温区、过渡区和高温区,且不同工况下过渡区的冷速均近似为空冷,同样也影响设定温度下实测膨胀曲线的一致性。相变仪试样细小、加热过程温度与组织一致性好,实测相变温度基本一致,获得的CCT曲线较为稳定可靠。综合表明,针对连铸工艺研究中目标钢种相变温度和相含量测算问题,可借助JMatPro热力学软件快速计算毛估目标钢种的相变温度和相组成,但应据此进一步设计实验,利用高精度相变仪获得该钢种的可靠CCT曲线。

关键词：亚包晶钢 CCT曲线热模拟相变仪微观组织

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羟基氧化铁分离法回收钕铁硼废料的实验研究

中国稀土学报 2024年第5期42卷 955-961,I0004页

作者：阳启华吴金玲王日张文娟中稀(凉山)稀土有限公司四川凉山615000 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

钕铁硼废料是重要的稀土二次资源,其回收的技术难点在于稀土元素与主要杂质铁的有效分离。本研究采用羟基氧化铁分离法回收钕铁硼废料,通过控制浸出过程的双氧水浓度、浸出温度、底液HCl浓度、H_(2)O_(2)流量、终点pH值、液固比等条件,... 详细信息

钕铁硼废料是重要的稀土二次资源,其回收的技术难点在于稀土元素与主要杂质铁的有效分离。本研究采用羟基氧化铁分离法回收钕铁硼废料,通过控制浸出过程的双氧水浓度、浸出温度、底液HCl浓度、H_(2)O_(2)流量、终点pH值、液固比等条件,实现了稀土的选择性浸出。在工艺条件:H_(2)O_(2)浓度333.00 g·L^(-1),浸出温度75℃,底液HCl浓度0.71 mol·L^(-1),H_(2)O_(2)流量29.40×10^(-3)g·min^(-1),终点pH值3.0~3.5,液固比4.56 mL/g,得到稀土氧化物(REO)浸出率99.26%,镨钕氧化物浸出率99.52%,Co浸出率90.53%,酸浸液浸出选择性s(Fe_(2)O_(3),REO)<0.01%。酸浸渣沉淀过滤性好,XRD和SEM分析表明,酸浸渣的主要物相为晶型羟基氧化铁。

关键词：钕铁硼废料羟基氧化铁分离法浸出率浸出选择性

包晶钢板坯尾坯偏角部裂纹产生机制及控制措施

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钢铁研究学报 2024年第6期36卷 736-742页

作者：董延楠白云沈毓王鹏陈斌王璞北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 江阴兴澄特种钢铁有限公司江苏江阴214429

板坯尾坯浇铸属于非稳态工况,表面裂纹发生率较高,严重影响浇次钢水收得率。对某包晶钢板坯尾坯表层裂纹附近组织形貌进行分析,探究了其偏角部横裂纹特征、产生机制及控制措施。结果表明:尾坯表层室温组织为铁素体和珠光体且枝晶形貌明... 详细信息

板坯尾坯浇铸属于非稳态工况,表面裂纹发生率较高,严重影响浇次钢水收得率。对某包晶钢板坯尾坯表层裂纹附近组织形貌进行分析,探究了其偏角部横裂纹特征、产生机制及控制措施。结果表明:尾坯表层室温组织为铁素体和珠光体且枝晶形貌明显。铸机拉尾坯工艺下,板坯出结晶器后角部经历了较强冷却→角部温度进入铁素体温区→回温→角部重新奥氏体化的过程。在该过程最低温度附近,尾坯角部落入第三脆性区,从而在后续弯曲变形下发生外弧表面开裂。此类尾坯角部横裂纹发生的关键在于铸坯角部在出结晶器后的冷却过强,其控制措施应考虑降低出结晶器后板坯角部的冷却强度,缩短尾坯浇铸时间;同时应关注板坯角部的冷却水覆盖范围,更换断面后应适时调整喷嘴位置,并注意保障设备对弧精度,以降低板坯弯曲应变。

关键词：板坯尾坯偏角部横裂纹双相变枝晶形貌冷却强度

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碱酸湿法制备高纯石墨工艺研究

有色金属（冶炼部分） 2024年第3期 96-102页

作者：刘巍范艳青王玲矿冶科技集团有限公司北京100160 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

针对高纯石墨制备,提出碱酸湿法制备工艺。考察了加压碱浸和盐酸浸出除杂时各因素对制备高纯石墨的影响。结果表明,在碱浸温度220℃、碱浓度270 g/L、液固比8、时间2 h、搅拌转速500 r min,铝的脱除率为88.18%,硅的脱除率为89.69%。在... 详细信息

针对高纯石墨制备,提出碱酸湿法制备工艺。考察了加压碱浸和盐酸浸出除杂时各因素对制备高纯石墨的影响。结果表明,在碱浸温度220℃、碱浓度270 g/L、液固比8、时间2 h、搅拌转速500 r min,铝的脱除率为88.18%,硅的脱除率为89.69%。在常压酸浸温度80℃、酸浓度12%、时间4 h、液固比4的条件下,高纯石墨产品固定碳含量大于99.89%。进行200目标准筛筛分处理后,筛上物灰分含量0.092%、固定碳含量99.91%、水分0.15%,符合鳞片石墨GB T 3518—2008中高纯石墨LC(-)75-99.9产品牌号的技术要求。

关键词：高纯石墨加压碱浸酸浸筛分

高炉炉缸用Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-SiC浇注料抗渣铁侵蚀机制研究

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钢铁研究学报 2024年第4期36卷 424-434页

作者：曹楗王翠张建良郑敬先焦克新杨晓婷北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京首钢股份有限公司北京100043

对2种浇注料在实验室和现场情况下进行熔渣和铁水侵蚀研究。采用扫描电镜-能谱分析等方法对浇注料的侵蚀部分进行表征,明晰其侵蚀机制,并为高炉炉缸浇注料的合理选用、优化等提供理论参考。结果表明:浇注料的抗铁水侵蚀性能较好,且浇注... 详细信息

对2种浇注料在实验室和现场情况下进行熔渣和铁水侵蚀研究。采用扫描电镜-能谱分析等方法对浇注料的侵蚀部分进行表征,明晰其侵蚀机制,并为高炉炉缸浇注料的合理选用、优化等提供理论参考。结果表明:浇注料的抗铁水侵蚀性能较好,且浇注料2的抗铁水侵蚀性能优于浇注料1;浇注料的抗熔渣侵蚀性能较差,浇注料1的抗熔渣性能远优于浇注料2。浇注料被铁水侵蚀是通过铁水的渗透、冲刷和硅化合物的反应形成的。浇注料被熔渣侵蚀是通过浇注料的溶解、熔渣的渗透和两者界面处发生的反应进行的。硅化合物会通过与铁液发生反应促进铁水侵蚀浇注料,氧化铝则对渣侵蚀浇注料的影响较大。在高炉运行过程中,浇注料1的使用价值超过浇注料2,更适合应用于铁口中心线下的炉缸侧壁处。

关键词：高炉浇注料侵蚀机制铁渣

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各类型夹杂物对轴承钢疲劳失效的作用与评价

中国冶金 2024年第9期34卷 103-112页

作者：陈峰汪峥童忆罗海文北京科技大学冶金与生态工程学院大冶特殊钢股份有限公司

夹杂物是影响轴承钢疲劳性能的重要因素。以国产超洁净GCr15轴承钢为研究对象，通过ASPEX扫描电镜对钢中氧化夹杂物、氧硫复合夹杂物、硫化夹杂物及TiN夹杂物4类夹杂物进行检测统计，并使用极值分析方法中的极值(SEV)法和广义Pareto分布... 详细信息

夹杂物是影响轴承钢疲劳性能的重要因素。以国产超洁净GCr15轴承钢为研究对象，通过ASPEX扫描电镜对钢中氧化夹杂物、氧硫复合夹杂物、硫化夹杂物及TiN夹杂物4类夹杂物进行检测统计，并使用极值分析方法中的极值(SEV)法和广义Pareto分布(GPD)法分别预测钢中这4类夹杂物的最大特征尺寸；另外，通过旋转弯曲疲劳试验来发现引起疲劳失效的夹杂物。将这2类方法所得结果进行对比分析，发现氧硫复合夹杂物引起的疲劳失效最多，且通过旋转弯曲试验检测到的引起疲劳裂纹的该夹杂物最大尺寸与GPD法的预测值更接近；虽然硫化夹杂物尺寸最大、数量最多，但未在疲劳断口上观察到，说明单一硫化物对疲劳断裂的危害最小；尽管TiN夹杂物数量稀少，但是依然可观察到其导致的疲劳失效，说明TiN对疲劳性能的危害很大；未观察到氧化夹杂物引起的疲劳失效，且检测到的氧化夹杂物最大尺寸约为10.7μm、GPD法预测的最大特征尺寸约为12.4μm,这说明单一氧化夹杂物不具有疲劳危害性的临界尺寸可能为10.7～12.4μm。研究结果为GCr15轴承钢疲劳性能的改善提供了理论指导。

关键词： GCr15轴承钢 ASPEX 夹杂物统计极值法广义Pareto分布法旋转弯曲疲劳试验

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高炉布袋灰预制粒对烧结过程的影响

烧结球团 2024年第3期49卷 106-113页

作者：赵贵清王万里宁晓钧王广伟酒钢(集团)公司技术中心甘肃嘉峪关735100 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

针对烧结过程添加高炉布袋灰引起烧结矿过程和有害元素含量增加的问题,本文进行了高炉布袋灰预制粒和烧结参数变化对烧结过程和Zn、K及Na元素脱除率的影响规律的研究。结果表明,对高炉布袋灰进行预制粒获得的小球,能够满足烧结配料的基... 详细信息

针对烧结过程添加高炉布袋灰引起烧结矿过程和有害元素含量增加的问题,本文进行了高炉布袋灰预制粒和烧结参数变化对烧结过程和Zn、K及Na元素脱除率的影响规律的研究。结果表明,对高炉布袋灰进行预制粒获得的小球,能够满足烧结配料的基本要求。随着布袋灰小球配加量增加,烧结温度升高,烧结时间延长,垂直烧结速率下降,烧结矿转鼓指数和成品率先增加而后下降,Zn、K及Na元素脱除率先增加后逐渐降低。布袋灰小球与炉箅子距离的增加,对烧结矿的各项指标影响不大,但Zn元素的脱除率降低明显。布袋灰小球配碳量、碱度和烧结负压的变化对Zn、K及Na元素脱除率影响较小。布袋灰小球用于烧结的适宜工艺参数:碱度为1.93,尺寸为3.8 mm,小球配比为4%,在料层中位置距炉箅子100 mm,烧结负压为10 kPa。

关键词：高炉布袋灰预制粒烧结 Zn K Na

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稀土处理铝脱氧钢的研究进展

炼钢 2024年

作者：张妮孙亮于会香北京科技大学冶金与生态工程学院北京首钢股份有限公司技术中心

在钢中添加稀土能改善钢材的洁净度并提高钢材性能。综述了近些年稀土处理铝脱氧钢的研究进展。概述了含稀土钢的发展历史与现状，归纳总结了稀土加入钢液后，对钢液洁净度、夹杂物改性、显微组织与力学性能、耐腐蚀性与耐氧化性四个方... 详细信息

在钢中添加稀土能改善钢材的洁净度并提高钢材性能。综述了近些年稀土处理铝脱氧钢的研究进展。概述了含稀土钢的发展历史与现状，归纳总结了稀土加入钢液后，对钢液洁净度、夹杂物改性、显微组织与力学性能、耐腐蚀性与耐氧化性四个方面的影响。其中重点阐述了稀土处理对钢中夹杂物的影响，包括夹杂物的改性机理、演变规律、尺寸、密度及分布状况等方面。此外，从电渣重熔和渣-钢反应两方面介绍了稀土渣的相关研究。最后对所述内容进行了总结与展望，以期为稀土处理钢的相关研究和应用提供一些参考。

关键词：铝脱氧钢稀土处理夹杂物组织与性能稀土渣

焊接电流对Ni60/CrC等离子堆焊层组织及性能的影响

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机械工程材料 2024年

作者：张宇唐彪马藤毕力格周恒佳木斯大学材料科学与工程学院北京科技大学冶金与生态工程学院

以Ni60+质量分数20% Cr3C2复合粉末作为堆焊粉末，采用等离子堆焊技术在Q235低碳钢表面制备单道Ni60/Cr3C2堆焊层，研究了焊接电流（110～140 A）对堆焊层宏观形貌、显微组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明：Ni60/Cr3C2堆焊层与基体间... 详细信息

以Ni60+质量分数20% Cr3C2复合粉末作为堆焊粉末，采用等离子堆焊技术在Q235低碳钢表面制备单道Ni60/Cr3C2堆焊层，研究了焊接电流（110～140 A）对堆焊层宏观形貌、显微组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明：Ni60/Cr3C2堆焊层与基体间形成良好的冶金结合。随着焊接电流增大至130 A，堆焊层表面变得光滑平整，成形质量变好，但当焊接电流过高（140 A）时，表面出现氧化烧损现象，成形质量变差。随着焊接电流的增加，堆焊层的熔高、熔深、熔宽、稀释率均增大。110 A焊接电流下的堆焊层由γ-Ni（Fe）、Cr7C3和CrB相组成，随着焊接电流的增加，铬化合物种类增多，130，140 A焊接电流下由γ-Ni（Fe）、Cr7C3、CrB、Cr23C6和Cr3C2相组成；随着焊接电流的增加，堆焊层中的块状组织细化，碳化物增多，但140 A焊接电流下组织又变得粗大且碳化物数量减少，堆焊层的硬度先升后降，磨损质量损失先减后增。当焊接电流为130 A时，堆焊层无明显缺陷，成形质量良好，堆焊层组织最细小，碳化物数量最多且出现了以碳化铬为中心的花状形貌组织，硬度最高，洛氏硬度和维氏硬度分别达到62.6 HRC和763 HV，耐磨性最好，磨损质量损失最小，与基体相比降低65.8%，磨粒磨损程度最轻。

关键词：等离子堆焊 Ni60/Cr C 堆焊层焊接电流硬度耐磨性