电解萃取研究稀土元素对耐候钢中夹杂物的影响

为了研究稀土元素对钢中夹杂物的改性影响,以未添加稀土元素的Q235和添加了稀土元素的Q235RE两种耐候钢为研究对象,采用非水溶液电解萃取和物理磁选分离的方法提取出钢中的夹杂物,结合X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分别对其类型、三维形貌进行研究。研究结果表明：未添加稀土元素的Q235钢中的夹杂物类型主要是硫化锰和铝、硅的复合氧化夹杂,且尺寸较大,呈现不规则多角状的镁铝氧化物、氧硫复合夹杂物尺寸可达40 μm,长条状硫化锰夹杂尺寸可达50 μm;稀土耐候钢Q235RE中夹杂物的类型主要是氧硫稀土复合夹杂物,夹杂物尺寸明显变小,长条状的硫化物被规则的球状的稀土硫化物及稀土氧硫复合夹杂物所取代,不规则多角状的氧化夹杂物尺寸小于15 μm,尺寸减小了约60%。     

高碳硅锰铸钢中夹杂物的形成与控制

对高碳硅锰铸钢中夹杂物的主要类型进行了详细研究,发现高碳硅锰铸钢中除了常见的硫化物夹杂外,还存在含硅夹杂物、含铝夹杂物、含钙夹杂物和稀土夹杂物等。采用钢液高温出炉、吹氩处理以及吹氩后静置处理等工艺措施,可以明显减少高碳硅锰铸钢中的夹杂物,夹杂物含量可以控制在0.1%以下。高碳硅锰铸钢经吹氩去夹杂物处理后,韧性明显改善,尤其是冲击韧性提高21.2%,达到16.6J/cm2。     

稀土Ce含量对4Cr5MoSiV1钢中夹杂物的变质作用

为探究Ce元素对热作模具钢中夹杂物的影响及其作用机理,用场发射扫描电镜(SEM/EDS)和附带的夹杂物自动分析系统对不同Ce含量的4Cr5MoSiV1钢中夹杂物的类型、形貌、数量、尺寸及其分布进行观察和统计分析。结果表明,不含Ce的试样中夹杂物不仅数量多、平均尺寸较大且形状不规则,主要类型为Mg-Al-O类、MnS和Mg-Al-O外覆盖MnS的夹杂物;随Ce含量的增加,试样中的夹杂物有数量和平均尺寸减小、并变质为球形稀土硫氧化物的趋势。当钢中Ce含量为0.0070%时,夹杂物的数量最少,平均尺寸最小;继续增加稀土Ce含量到0.0120%时,会形成更多的硫氧化物夹杂,且夹杂物有数量增多、平均尺寸增大的趋势。随着凝固过程的进行,Ce主要以稀土硫氧化物形式存在试验钢中,60%以上的夹杂物会被凝固前沿推动,且最终留在晶界附近。     

稀土对钢轨耐磨堆焊层金属组织及韧性的影响

对不同稀土含量的自保护药芯焊丝堆焊层金属进行了室温冲击试验和金相组织观察;并对冲击断口形貌进行了扫描电镜(SEM)分析和夹杂物的能谱(EDS)分析,同时对夹杂物生成自由能进行了计算。结果表明,随稀土的增加,焊缝冲击韧性先增加后降低,加入4%的稀土,具有良好的晶粒尺寸和分布,冲击韧性最高;加入量超过8%时,形成的稀土硫化物、稀土氧化物残存于焊缝中形成夹杂,焊缝冲击韧性降低。热力学计算得到了几种夹杂物的生成先后顺序,从另一个角度解释了稀土的净化除杂作用。     

镍基高温合金K4169中夹杂物的特征及形成机理

采用真空感应熔炼法冶炼出镍基合金K4169,通过电解萃取结合原位SEM分析法研究夹杂物的物相组成、尺寸形貌及成分,并分析夹杂物的分布、来源及形成机理。结果表明:K4169合金中的单相夹杂物主要为氧化物、碳化物和氮化物(以TiN、Al2O3、SiO2、TiO2、SiC等为主),复合夹杂物主要有硅铝酸盐(Al2O3-SiO2、Al2O3-MgO)、钛的碳、氮、氧化物(TiC-TiN、TiC-TiO2-TiN)及金属复合氧化物夹杂物(Mo-Ni-Fe-O、Ni-Nb-O)。TiN多分布在Laves相周围;SiC多分布在棒材边缘;其余各类氧化物多见于棒材心部缩孔内部及周围。硅铝酸盐复合夹杂物由硅铝氧化物的单相夹杂碰撞形成;金属复合氧化物夹杂于凝固后期的偏析液中氧化析出;碳氮化物复合夹杂物的形成机理有两类:一类为自发形核(TiC-TiN、TiC-TiO2-TiN),另一类为以MgO-Al2O3为核心异质形核(TiN)。     

复合稀土微合金化对无取向硅钢组织及夹杂物的影响

借助光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等检测手段,对复合稀土微合金化后无取向硅钢成品组织及夹杂物的种类、尺寸以及形貌进行了表征与分析。结果表明:复合稀土微合金化可以适当减小无取向硅钢的晶粒尺寸;钢中的夹杂物数量减少且尺寸集中在0.5~5μm区间,针状夹杂物转变为近似球状或椭球形的稀土类夹杂,有利于磁性能的提高。     

稀土Ce对纯镍组织和断口的影响

本文通过真空熔炼,在纯镍N6中添加稀土元素Ce。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等技术,研究了稀土Ce对纯镍N6中夹杂物、组织和断口的影响。结果表明,添加稀土Ce能够有效净化纯镍N6熔体,使熔体中夹杂物的数量显著减少,改变夹杂物的形状,减小夹杂物尺寸,但收得率仅为21%;少量Ce的氧化物夹杂呈菱形而残留在镍基体中,分布在晶界处;添加稀土Ce的N6板材拉伸断口韧窝均匀,且少有孔洞;部分稀土Ce与Ni生成金属间化合物,在塑性变形过程中容易发生破碎,且冶金结合较弱,容易形成裂纹源,对N6板材的力学性能有严重影响。     

5083铝合金中夹杂物精炼前后的变化研究

使用JSM-6700F场发射扫描电镜及能谱分析仪对5083铝合金中的夹杂物进行分析,研究了精炼前后合金中非金属夹杂物的大小、形貌、数量及化学成分的变化.结果表明,夹杂物主要含有Al、Mg、Si、C、O元素,它们以氧化物、碳化物及碳的形式存在;精炼后,部分含有Cr、Mn、Ca、K、Zn等元素的夹杂物消失,出现新元素Fe;夹杂物颗粒由50～90 μm减小到20～40μm,形貌以不规则形状为主,同时夹杂物数量减少.     

厚规格X80管线钢轧制过程中夹杂物演变行为的研究

采用金相显微镜对X80管线钢轧制前后的夹杂物进行了评级和数量统计,用扫描电子显微镜检测了轧制前后夹杂物形态变化,并用能谱分析仪(EDS)分析了夹杂物化学成分。结果表明:铸坯中主要为小尺寸球形夹杂物。铸坯轧制后,D类夹杂物细系的级别值变大,而D类夹杂物的粗系和DS类夹杂物的级别均降低;铸坯试样和钢板试样的1/4位置,夹杂物级别都比较高,在1/2位置,夹杂物级别都比较低;轧制后,小尺寸(3μm)夹杂物的数量增加,大尺寸夹杂物的数量减小。X80管线钢中的夹杂物多为Ca、Mg、Al、O、S等元素组成的硫化物-氧化物复相夹杂,不同类型的夹杂物在不同轧制过程中变形行为不相同。     

稀土氧化物及合金元素对堆焊金属显微组织的影响

采用金相显微镜对堆焊金属的显微组织进行了观察,用X射线衍射仪(XRD)对堆焊金属中相结构进行了分析,用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对断口形貌及夹杂物进行了观察分析.结果表明,在含有Cr,Mn,Mo,N i等合金元素的焊条药皮中添加稀土氧化物,其堆焊金属组织为细针状铁素体,断口为细韧窝状,且分布均匀.而未添加稀土氧化物的堆焊金属组织为粗针状铁素体及少量珠光体,断口中存在准解理断裂形貌.添加稀土氧化物后,堆焊金属中夹杂物类型发生改变,形状近似球形,尺寸均在6μm以下,且弥散分布于堆焊金属中.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢管穿孔机主减速机振动分析

宝山钢铁股份有限公司钢管分公司的穿孔机下辊主减速机在大定修前,减速机轴和下辊大电机的振动情况严重,诊断部门对该减速机进行了测振分析,结合对电机振动、减速机振动的频谱分析和对轴承的故障频率成分分析,找出了主减速机振动的原因是轴承损伤。该分析结果与解体检查的结果相一致。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

Modelling of processes of thermochemical treatment of metals: traditions of Russian scientific school

Abstract

The paper is devoted to 100th anniversary of the outstanding Russian scientist professor Yuriy Mikhailovich Lakhtin – the founder of the world-famous scientific school of surface strengthening of metals and alloys. Lakhtin's scientific school is recognised for its contribution into research of processes of thermochemical treatment of metals and especially of nitriding. Today at the Department of Metal Science and Heat Treatment of MADI his followers continue the traditions of Lakhtin's scientific school. The development of technologies of surface engineering is based on complex modelling of physical processes realised by thermochemical treatment of metals. Thermodynamic models describe the interaction between metals and components of saturating atmosphere and predict phase composition of diffusion layer. Diffusion models of kinetics of saturation of metals allow us to calculate the rate of growth of diffusion layer and regulation of its depth and structure. Structural models determine quantitative dependence between parameters of structure (grain size, dispersed particles, etc.) and mechanical properties. These models allow us to estimate the level of strengthening by control of structural specifics of strengthened layer. On the basis of this complex of models, new efficient technologies of surface strengthening are developed.     

冲压件小螺纹底孔翻边参数的修正

结合长期的实践体会,分析了冲压件小螺纹底孔翻边参数,对冲压件小螺纹底孔部分翻边参数进行了有效的修正,修正后的参数在长期的运用中效果较佳。     

AGC系统液压缸位移传感器的软修正

针对液压缺模拟位移传感器LVDT存在增益漂移的问题，研究出一套校正方法。其特点是利用轧机上的压力传感器及电动压下位移传感器来校正液压缸位移传感器，得出修正系数k。修正后，AGC系统运行状态明显稳定，控制精度进一步提高。