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联合工艺制备钢表面高熵合金-陶瓷涂层复合材料及其力学性能（英文）

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稀有金属材料与工程 2024年第10期53卷 2735-2746页

作者：李慧陈庚张胜梁精龙霍东兴杨宇华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术教育部重点实验室华北理工大学机械工程学院华北理工大学综合测试分析中心

提出了一种制备低碳钢表面AlCrFeNiTix高熵合金-TiN陶瓷涂层复合材料的联合工艺（熔盐电脱氧+真空热压烧结），其中氮化物来自石墨模具和高熵合金粉末之间的BN隔离剂。探究了Ti含量对材料显微组织、极限抗拉伸强度、硬度和耐磨性能的影... 详细信息

提出了一种制备低碳钢表面AlCrFeNiTix高熵合金-TiN陶瓷涂层复合材料的联合工艺（熔盐电脱氧+真空热压烧结），其中氮化物来自石墨模具和高熵合金粉末之间的BN隔离剂。探究了Ti含量对材料显微组织、极限抗拉伸强度、硬度和耐磨性能的影响，并对其结合机理进行了探究。结果表明，该复合材料具有优异的硬度和耐磨性能。随着Ti含量的增加，涂层复合材料的硬度显著提高。极高的耐磨性能是由于TiN的极高熔点和高热硬度能够有效防止磨损表面的氧化变形。

关键词：高熵合金陶瓷涂层熔盐电脱氧真空热压烧结力学性能

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FeCl_(3)改性活性炭脱硫性能研究

矿产综合利用 2024年第1期45卷 167-173页

作者：胡谦刘然赵俊吕庆华北理工大学冶金与能源学院教育部现代冶金技术重点实验室河北唐山063009

这是一篇环境工程领域的论文。实验采用浸渍法,以FeCl_(3)作为改性剂对活性炭进行改性,研究其脱硫能力。实验研究了改性剂浓度、焙烧温度、反应温度对改性活性炭脱硫性能的影响。研究表明,随着改性溶液浓度的增加,活性炭表面附着的Fe_(2... 详细信息

这是一篇环境工程领域的论文。实验采用浸渍法,以FeCl_(3)作为改性剂对活性炭进行改性,研究其脱硫能力。实验研究了改性剂浓度、焙烧温度、反应温度对改性活性炭脱硫性能的影响。研究表明,随着改性溶液浓度的增加,活性炭表面附着的Fe_(2)O_(3)随之增加,改性活性炭的比表面积和总孔容均降低,平均孔径增加;随着焙烧温度升高,活性炭表面附着的Fe2O3数量持续增加,焙烧温度超过300℃时,活性炭表面的孔隙结构出现烧结现象,降低改性活性炭的脱硫性能;随着反应温度升高,FeCl_(3)/AC-0.15的吸附性能先升高再降低。当FeCl_(3)改性溶液浓度为0.15mol/L,焙烧温度300℃,反应温度为60℃时,改性活性炭的脱硫效率最高。

关键词：环境工程活性炭改性脱硫浸渍法

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碳包覆棒状纳米氧化铁非等温还原动力学

冶金能源 2024年第5期43卷 54-59页

作者：郝素菊田杨刘政蒋武锋高一策佟帅华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术教育部重点试验室

纳米氧化铁作为一种兼具优良光学属性、磁响应特性等多种功能优势的纳米材料,结合碳包覆工艺,极大地促进了新功能材料的开发与应用。为确定碳包覆棒状纳米氧化铁还原过程中的动力学参数,试验通过水热炭化法制备碳包覆棒状纳米氧化铁,在... 详细信息

纳米氧化铁作为一种兼具优良光学属性、磁响应特性等多种功能优势的纳米材料,结合碳包覆工艺,极大地促进了新功能材料的开发与应用。为确定碳包覆棒状纳米氧化铁还原过程中的动力学参数,试验通过水热炭化法制备碳包覆棒状纳米氧化铁,在氮气气氛条件下,对样品的失重曲线分析,结合FWO法与CR法进行交叉验证。结果显示:碳包覆棒状纳米氧化铁反应活化能约为102.06 kJ/mol,反应机理为三级化学反应模型。

关键词：棒状纳米氧化铁碳包覆直接还原非等温动力学

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基于ELM的H型钢组织预测专家系统

锻压技术 2024年第1期49卷 241-248页

作者：刘亚玓马劲红王小巩华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 华北理工大学现代冶金技术教育部重点实验室河北唐山063210

采用极限学习机建立了H型钢组织预测专家系统,可根据H型钢的化学成分、工艺参数及冷却速度来预测轧后钢种的微观组织、晶粒等级和平均冲击功。以某钢厂H型钢的生产数据为专家系统的数据库,批量预测了H型钢的微观组织、平均冲击功和晶粒... 详细信息

采用极限学习机建立了H型钢组织预测专家系统,可根据H型钢的化学成分、工艺参数及冷却速度来预测轧后钢种的微观组织、晶粒等级和平均冲击功。以某钢厂H型钢的生产数据为专家系统的数据库,批量预测了H型钢的微观组织、平均冲击功和晶粒等级,预测结果表明,决定系数R2较高,拟合程度好;平均绝对百分比误差较小,精度高。为验证专家系统的可行性,采用与预测相同钢材、相同轧制工艺参数的H型钢进行金相实验和夏比冲击实验,由实验得到的微观组织占比、平均冲击功及晶粒等级与预测值基本一致。结果表明:基于ELM建立的H型钢组织预测专家系统,其预测结果精度高,对实际生产有较好的参考价值。

关键词： H型钢极限学习机专家系统微观组织平均冲击功晶粒等级

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管线钢氢脆的研究进展

中国冶金 2024年第7期34卷 11-20页

作者：刘祎董福涛齐程伟代鑫胡宝佳田亚强陈连生华北理工大学现代冶金技术教育部重点实验室河北唐山063210

氢能是一种绿色低碳二次能源,提高氢能的利用率可以促进节能减排,减少环境污染。现阶段高效率的输氢方式主要为管道运输,管线钢的氢脆影响着运输安全,如何提高管线钢抗氢脆能力一直受到广泛关注,但目前没有合适的理论可以完整解释氢脆... 详细信息

氢能是一种绿色低碳二次能源,提高氢能的利用率可以促进节能减排,减少环境污染。现阶段高效率的输氢方式主要为管道运输,管线钢的氢脆影响着运输安全,如何提高管线钢抗氢脆能力一直受到广泛关注,但目前没有合适的理论可以完整解释氢脆现象。从管线钢的发展和氢脆机理等方面分析了不同等级管线钢的综合性能和发展趋势,主要介绍了氢压力理论、氢增强局部塑性理论(HELP)和氢致弱键理论(HEDE)3种氢脆机理。从合金元素、微观组织、加工工艺、氢浓度和氢环境的角度探讨了影响管线钢氢脆的因素。最后结合现阶段研究现状,分析了管线钢发展中的重点难点,为抗氢脆管线钢的开发与应用提供参考,同时展望了管线钢未来需要关注的研究方向。

关键词：管线钢氢脆氢陷阱合金元素微观组织

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变形参数对护环用超高氮奥氏体钢组织的影响

热加工工艺 2024年第4期53卷 123-126页

作者：张荣华关远远杨川华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术教育部重点实验室河北唐山063210

采用Gleeble 3500热模拟试验机对护环用超高氮奥氏体钢进行高温压缩变形。通过金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段,分析了试验用钢热变形后的显微组织形貌;运用截线法和定量金相法,确定了动态再结晶临界应力和峰值应力与Z参数间的定... 详细信息

采用Gleeble 3500热模拟试验机对护环用超高氮奥氏体钢进行高温压缩变形。通过金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段,分析了试验用钢热变形后的显微组织形貌;运用截线法和定量金相法,确定了动态再结晶临界应力和峰值应力与Z参数间的定量关系,得到了动态再结晶晶粒尺寸和体积分数与变形条件之间的关系曲线。结果表明:试验用钢在热变形过程中,当变形程度与变形温度一定时,应变速率越低,越易发生加工状态下的动态再结晶,动态再结晶程度越大;当变形程度与应变速率一定时,变形温度越高,再结晶晶粒尺寸越大;再结晶晶粒所占体积分数越大,动态再结晶程度也越大。在热变形过程中,试验用钢晶内和晶界均有第二相析出,这些析出相为MX型复合析出相(Nb,V)N。

关键词：超高氮奥氏体钢显微组织第二相动态再结晶

热轧工艺对Fe-30Mn-9Al-1C-3Cu低密度钢组织性能的影响

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中国冶金 2024年第6期34卷 74-82页

作者：齐程伟董福涛代鑫胡宝佳田亚强陈连生华北理工大学现代冶金技术教育部重点实验室河北唐山063210

随着高端设备对轻量化和高性能的需求,钢铁材料的轻量化及高强韧性研发成为热点。新型的Fe-Mn-Al-C低密度钢具有密度低、强塑性高和冲击韧性良好等优异性能,在能源、运输产业和极端环境结构等领域具有广阔的应用前景。借助OM、SEM、拉... 详细信息

随着高端设备对轻量化和高性能的需求,钢铁材料的轻量化及高强韧性研发成为热点。新型的Fe-Mn-Al-C低密度钢具有密度低、强塑性高和冲击韧性良好等优异性能,在能源、运输产业和极端环境结构等领域具有广阔的应用前景。借助OM、SEM、拉伸和冲击试验等检测手段研究了热轧工艺对Fe-30Mn-9Al-1C-3Cu低密度钢的组织、强塑性和冲击韧性的影响。研究发现,试验钢热轧后组织为单相奥氏体,晶粒内部有大量退火孪晶;由于具有较高的层错能,试验钢的塑性变形方式主要以产生位错滑移带为主,通过微带、滑移带等结构产生动态Hall-Petch效应,从而实现动态细晶强化,提高材料的强塑性。高温终轧和单道次大压下的热轧工艺获得的大尺寸晶粒组织更有利于提升奥氏体低密度钢的强塑性和低温冲击韧性。随着冲击温度的降低,冲击韧性明显下降,断口形貌发生韧窝→浅韧窝→浅韧窝+沿晶断裂+穿晶解理断裂的转变。通过试验丰富了Fe-Mn-Al系低密度钢力学性能及组织变化的研究成果,并有助于掌握低密度钢性能控制的工艺参数关键点。

关键词：低密度钢热轧工艺力学性能冲击韧性断口形貌

Mn_(2)O_(3)/AC微波处理烧结烟气协同脱硫脱硝研究

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冶金能源 2024年第4期43卷 59-64页

作者：王健雄石焱胡长庆孟令一郝克华北理工大学冶金与能源学院河北省现代冶金技术重点实验室

利用浸渍法制备了孔隙结构丰富、Mn_(2)O_(3)负载良好的活性炭(Mn_(2)O_(3)/AC),通过微波脱硫脱硝实验探究了Mn_(2)O_(3)/AC在不同温度、氧气含量和水含量条件下对烧结烟气微波脱硫脱硝的影响。实验结果表明,在180~420℃区间内,脱硫脱... 详细信息

利用浸渍法制备了孔隙结构丰富、Mn_(2)O_(3)负载良好的活性炭(Mn_(2)O_(3)/AC),通过微波脱硫脱硝实验探究了Mn_(2)O_(3)/AC在不同温度、氧气含量和水含量条件下对烧结烟气微波脱硫脱硝的影响。实验结果表明,在180~420℃区间内,脱硫脱硝率随着温度的升高而增高,420℃时脱硫率为98.2%,脱硝率为80.25%,高温下Mn_(2)O_(3)/AC能够维持较高水平的脱硫性能;烧结烟气中的氧和水对脱硫脱硝有一定的促进作用,但含湿量过大对脱硫不利。Mn_(2)O_(3)/AC能够满足烧结烟气复杂成分微波脱硫脱硝要求,在O_(2)和H_(2)O(g)共存条件下脱硫脱硝率可维持在95%以上。Mn_(2)O_(3)/AC微波脱硫脱硝时不仅生成单质S和N 2,还生成了硫酸盐与硝酸盐等副产物,进而降低了负载活性炭的性能。

关键词：微波浸渍法 Mn_(2)O_(3)/AC 烧结烟气脱硫脱硝

热轧变形对高铝316L不锈钢微观组织与性能的影响

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金属热处理 2024年第3期49卷 33-36页

作者：张立生王小巩华北理工大学轻工学院河北唐山063000 华北理工大学教育部现代冶金技术重点实验室河北唐山063210

对高铝316L不锈钢进行了不同变形量的热轧变形,采用SEM、TEM表征与拉伸、疲劳试验方法研究了不同变形量热轧对高铝316L钢微观组织、拉伸性能和疲劳性能的影响。结果表明,热轧态高铝316L不锈钢为奥氏体和铁素体两相组织,热轧变形可以提... 详细信息

对高铝316L不锈钢进行了不同变形量的热轧变形,采用SEM、TEM表征与拉伸、疲劳试验方法研究了不同变形量热轧对高铝316L钢微观组织、拉伸性能和疲劳性能的影响。结果表明,热轧态高铝316L不锈钢为奥氏体和铁素体两相组织,热轧变形可以提高高铝316L钢的强度和疲劳寿命。随着轧制变形量的增加,高铝316L不锈钢组织中的铁素体体积分数和位错密度逐渐增加,抗拉强度和疲劳寿命明显提高,伸长率有所下降。热轧变形75%的高铝316L不锈钢的抗拉强度和疲劳寿命均达到最大值,分别为937.6 MPa和3.8×10^(7)次,伸长率达到最小值42.7%。

关键词：高铝316L不锈钢热轧微观组织拉伸性能疲劳性能