低铝高纯硼铁的生产方法

日本近几年来正在开发使用铁-硅-硼系和铁-硼-碳-硅系的非晶态合金。为了使这种材料具有能量损失少和磁性稳定的性能,对其所用的原料——硼铁的成分提出了相应地要求。尤其要求硼铁中铝、硫、碳含量尽可能低一些。现将几种生产硼铁的方法综述于后。一、高纯硼铁的精炼以往,生产硼铁的方法,一般是铝热法和电热法。前者生产的产品,其铝含量为7—12%。当然这可能是为了提高硼的回收率而加了过量铝,或者是使用单一的铝为还原剂,如果利用一部分镁粉或铝镁合金粉,则其铝含量可能要低一些。我国目前铝     

低品位硼铁矿硼铁分离的热力学研究

 对低品位硼铁矿碳热还原分离铁硼进行了热力学分析,分析结果表明：1500 ℃以下硼铁可以通过选择性还原进行分离,矿石中的氧化物杂质对其没有影响。按化学当量C/O = 1配碳,进行了差热及马弗炉焙烧实验。实验结果表明：由于该矿本身相互嵌布特点,焙烧温度在1200 ℃以下时硼铁分离效果不好。焙烧温度过高选后硼铁精矿粉品位变化不大,能耗增大。因此,最佳的焙烧温度为1200～1350 ℃,在此温度下能使硼铁分离,铁硼精矿粉品位分别达到80％和12％以上。实现了低品位硼铁矿的综合利用。     

碳热法硼酐还原的热力学

 在相图分析的基础上,根据分子离子共存理论,建立了Fe-C-B三元熔体活度模型。通过对模型求解,可以计算出熔体中Fe、C、B、Fe3C、FeB、FeB2和B4C的组分活度。研究了硼酐碳热还原的热力学条件,分析了CO压力、B2O3含量及炉渣类型对冶炼所需最低温度的影响,常压下冶炼熔体中碳含量较高,温度需高于2000℃才能脱碳保硼。CO气体压力为0.1kPa,CaO的质量分数小于60%时,可使冶炼硼铁的最低温度在1600℃以下。     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基合金中硅铬硼

镍基合金耐蚀性优良,但难以溶解。实验使用盐酸-硝酸-氢氟酸并采用微波消解法消解样品,选择Si 288.158 nm、Cr 267.716 nm、B 249.678 nm为分析谱线,选用基体匹配法消除基体效应的影响,采用自动匹配法校正谱线干扰,并稀释溶液从而扩大铬元素的测定范围,建立了微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定镍基合金中硅、铬、硼的方法。硅在0.1%～2.0%(质量分数,下同)、铬在0.1%～2.0%、硼在0.01%～0.1%范围内,各元素发射强度与其质量分数呈线性关系,校准曲线的线性相关系数均不小于0.999 4,各元素检出限不大于0.000 2%。按照实验方法测定镍基合金样品中硅、铬、硼,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.70%～1.8%。方法应用于镍基合金标准样品的测定,测定结果与认定值相符。     

一种煤基直接还原-磁选分离处理含硼铁精矿的工艺

中国大部分硼铁矿品位较低，一般是把难选硼铁矿按照普通铁矿的模式进行开发利用，因此造成了硼资源的极大浪费。为实现辽宁某含硼铁精矿中硼、铁的有效分离，采用煤基直接还原—磁选工艺进行硼铁分离试验。通过研究不同添加剂、还原温度、还原时间和n(C)/n(O)对硼铁分离效果的影响。结果表明：在还原反应中引入Na₂CO₃或CaCO₃能够促进还原反应，有利于硼铁分离，但Na₂CO₃对硼铁分离效果优于CaCO₃,其加入Na₂CO₃条件下的较佳工艺参数如下：还原温度1 150℃,还原时间45 min,n(C)/n(O)为1.2,其铁回收率为99.82%,渣中硼回收率为79.43%,实现了硼铁的有效分离。该工艺可得到高金属化率的金属铁粉和较高品位的富硼渣，金属铁粉经进一步处理可用于炼钢或者硼钢生产，富硼渣可作为硼的工业优质原料。     

硼铁含量和粒度对铁铜基摩擦材料性能的影响

研究了硼铁含量和粒度对铁铜基摩擦材料性能的影响.研究发现,当硼铁粒度为<300μm时,摩擦因数随硼铁质量分数(0～10％)的增加而增加;摩擦材料的磨损在制动压力为0.6MPa时,摩擦因数随硼铁的增加而有所下降,当压力增加到1.1MPa时,材料的磨损随硼铁的增加而增加;当硼铁量为2.5％时,摩擦因数和磨损随细粒度(<45μm)硼铁的增加而下降.研究还发现,摩擦材料中的硼铁在烧结过程中与铁反应形成了Fe_2B,这种Fe_2B,起到提高摩擦因数,降低材料磨损的作用.     

纳米铜粉对高速压制铁基粉末冶金零件性能的影响

研究了用高速压制技术制备的纳米铜粉增强铁基合金制品的性能.在保持原料中铜粉总质量分数1.5%不变的情况下,将部分或全部微米级铜粉替换成纳米级铜粉,并通过高速压制技术制备了七种纳米铜粉质量分数分别为0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%和1.50%的铁基合金制品试样,随后压坯于1150℃下烧结2h.研究发现铁基合金烧结制品的组织和性能得到改善,且尺寸精度得到有效控制.当纳米铜质量分数为0.75%时,烧结态合金的抗拉强度和硬度分别达到720.6MPa和94.7HRB.纳米铜质量分数为0.25%-1.5%时,所得试样的轴向和径向收缩率分别在0.4%-0.7%和-0.09%~-0.23%之间.      

硼对Cr20白口铸铁组织和性能的影响

从减少Mo,Ni等贵重金属含量、降低生产成本和提高耐磨性的角度出发,对KmTBCr20Mo进行以硼替代部分Mo,Ni的试验,研究硼对Cr20白口铸铁组织及性能的影响.试验结果表明:硼显著提高了试样的铸态硬度,对热处理态硬度影响不大;硼的质量分数在0.1%~0.7%间变化时,随着硼含量的增加,试样的组织由亚共晶态向过共晶态过渡,试样的冲击韧性下降,耐磨性在硼的质量分数为0.32%时相对较好.     

钛对双相耐磨钢力学性能的影响

本文在合理的化学成分设计和热处理的基础上,以35~#圆钢、电工纯铁、硅铁、金属锰、硼铁、稀土硅、钛为炉料进行熔炼制备试样钢,结合硬度试验、冲击试验、拉伸试验和磨损试验以及XRD、SEM等分析手段,研究了钛含量对以马氏体/贝氏体双相组织为基体的低合金耐磨钢组织和力学性能的影响.实验结果表明:碳含量(质量分数)为0.35%、钛含量(质量分数)为0.07%的试验钢,经过900℃淬火和280℃回火后,其晶粒平均直径15.3μm明显小于未含钛的试验钢,硬度可达536.8 HV,缺口冲击韧性为7.7 J/cm~2,且含钛试验钢耐磨性能优于不含钛试验钢.     

碳含量对高性能桥梁钢组织结构和性能的影响

研究了低碳和超低碳两种成分500 MPa级高性能桥梁钢的成分设计及组织控制对性能的影响.连续冷却的实验表明,在相同冷却速度下,碳的质量分数为0.08%的微合金钢比碳的质量分数为0.04%的微合金钢容易得到更多的板条贝氏体组织.碳的质量分数为0.04%的微合金钢在一定的冷却速度范围内(1～10℃/s)均可得到低碳贝氏体组织,因此有利于大厚度钢板内部的组织均匀性.实验轧制结果显示,两种成分钢的屈服强度均能达到500 MPa,并且具有良好的伸长率和低温冲击韧性.20 mm厚钢板的断面组织均匀,为以粒状贝氏体和针状铁素体为主的低碳贝氏体组织.     

提高电炉流程生产含硼钢冶金质量的措施

通过对硼的特性及提高电炉流程生产含硼钢冶金质量的措施分析，采取相应技术措施稳定并降低钢中氧、氮质量分数，合理控制铝、钛加入量，优化硼的加入制度，配备必要在线监测装备、提高过程参数控制能力。生产实践证明，在将硼的回收率从70%～85%稳定提高到90%以上，钢中硼质量分数得到精确控制的同时，实现了提高含硼钢冶金质量的目的。     

硼含量对含硼不锈钢组织和性能的影响

在304奥氏体不锈钢加入质量分数为0.44％～1.94％的硼,研究硼对含硼不锈钢的组织、室温力学性能的影响.试验结果表明,试验钢的凝固态组织由初生奥氏体和在晶界连续分布的共晶产物(FeCr)2B和Cr2B组成.硼化物具有较好的热稳定性,试验钢经热轧固溶后析出相数量与构成变化很小,但其分布与形态发生了很大变化.硼化物具有硬脆性,导致试验钢硬度升高.随着硼含量的增加,析出的共晶硼化物增多,不锈钢的硬度增大,冲击韧性急剧减小.     

硼对耐磨球墨铸铁组织和力学性能的影响

研究了不同硼含量对含碳3．4％－3．8％、含硅2．0％－3．0％，含锰2．0％－＝3．0％的球墨铸铁铸主热处理态组织和力学性能的影响。结果表明：随着硼含量的增加，铸态组织中的碳化物数量增加，硬度提高，冲击韧性下降，当硼含量大于0．010％时，铸态组织中出现了明显的网状或断网状碳化物，冲击韧性下降幅度较大，经淬火、回火后、碳化物发生不同程度的溶解。当硼含量为0．003％－0．0105时，热处理后碳化物基本消失，硬度保持在HRC50左右，冲击韧性达到或超过9J／cm^2；当硼含量超过0．010％时，热处理后仍存在断网状或条块状碳化物，硬度稍有增加，冲击初性明显下降。     

硼含量对低碳钢耐蚀性的影响

 为考察不同硼含量低碳钢的腐蚀规律,利用盐雾腐蚀试验研究了不同硼含量低碳钢的腐蚀行为,结合X射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）对腐蚀产物进行了分析。试验结果表明：含硼低碳钢腐蚀速率与硼质量分数有关,硼质量分数0.002%试验钢腐蚀速率低于无硼钢,硼质量分数高于0.002%的试验钢腐蚀速率超过无硼钢,并且随硼含量增加,试验钢的腐蚀速率逐渐增加;阐述了硼的腐蚀机制。     

40MnB合金钢硼含量的控制

莱钢特钢厂用50 t电弧炉-LF(VD)工艺生产40MnB钢。结果表明,通过保持LF精炼渣的渣碱度3.0～5.5,喂Al线,并在LF精炼末期喂硅钙线,扒渣后50 Pa VD处理35～40 min,VD后喂Al线,再喂钛线,用铝皮包裹FeB₂₀C_0.5-A硼铁插入钢水中,软吹氩,硼铁中硼的回收率为65%～75%,钢中硼含量为0.001 8%～0.002 5%,钢中氧含量≤20×10^-6,氮含量≤80×10^-6。     

多孔碳化硼的力学性能及其微观组织

采用无压烧结法制备得到了多孔的碳化硼,用扫描电镜研究了该材料的微观组织;并测定了不同孔隙率碳化硼的抗弯强度和密度,分析了多孔碳化硼的孔隙率与抗弯强度和密度的关系。研究结果表明:采用无压真空烧结法所制备的多孔碳化硼材料的微观组织烧结良好,烧结颈明显,孔隙大小比较均匀;当空隙率为30%时,所制备的多孔碳化硼密度为1.714 g/cm3,抗弯强度为100.85 MPa。     

不同硼含量微合金钢的连续冷却相变行为

 利用热模拟试验技术对实验室制备的含硼微合金钢连续冷却转变形为进行了试验研究,利用光学显微镜研究冷却速度、变形对试验钢显微组织的影响,探讨了硼对转变行为的影响规律。结果表明：适量硼延缓多边形铁素体生成,有利于获得贝氏体组织;无硼及wB=00020%时,分别在1~25及05~25℃/s的冷速都能得到贝氏体组织;wB=00030%时,冷速在2℃/s 以上能得到贝氏体组织;与未变形相比,变形导致试验钢贝氏体冷速区间变窄。在同一冷速下,随硼含量增加贝氏体开始转变温度先降低再升高,显微硬度随硼含量增加先增加而后降低。     

不同铜含量含硼低碳钢的时效硬化

 研究了不同铜含量的含硼低碳钢的时效行为,对时效后的试验钢进行显微硬度测试,并用光学显微镜及电镜观察组织及析出物,分析时效工艺和硼含量对硬度及析出粒子的影响。结果表明：含铜钢的时效是析出硬化与组织软化作用相互影响的结果。随时效温度升高,析出峰值由双峰变为单峰及无峰值。添加微量硼可替代部分铜而硬度变化不明显,在稳定马氏体结构、推迟基体软化方面,复合添加硼和铜比单纯加铜更显著。     

ICP-OES法测定钛合金中硼含量

提出了使用ICP-OES仪器测定钛合金中痕量硼的方法，优化了仪器测量条件，对分析线的选取、干扰情况进行了讨论。研究线性范围为0．001％～0．010％，试样测量相对标准偏差小于2％，加标回收率在97%-108％。