含硅镍低密度钢的温拉伸力学行为及强韧机制

 为了分析硅镍合金化奥氏体基低密度钢在中温环境下的拉伸变形行为,采用Instron电子拉力试验机对Fe-28.64Mn-8.99Al-1.68Si-1.39Ni-1.0C(Mn29Al9Si2Ni,质量分数/%)低密度钢在23~300 ℃下进行了温拉伸试验,研究了该钢的温拉伸力学行为,并采用SEM、TEM和热力学计算对该钢的强韧化机制进行了研究。结果表明,随着应变的增加,温拉伸应力-应变曲线主要包括弹性变形、均匀塑性变形和断裂等几个过程,没有明显的屈服现象。随着温度的提高,该钢的强度逐渐降低,塑性(断后伸长率)先增加后减小再升高,于200 ℃时出现塑性低谷,此时该钢的应力-应变曲线和应变硬化率曲线均具有明显的锯齿状特征,应变硬化率随应变的增加变化不大。而该钢在其他温度下的应力-应变曲线和应变硬化率曲线没有发现明显的“锯齿状”特征,应变硬化率随应变的增加而平缓下降。试验钢在23~300 ℃下的主要强韧化机制为κ-碳化物强化、应变强化、孪生诱发塑性和动态应变时效强化。较低温度下位错可动性较差对孪生诱发的促进作用、镍元素和硅元素对孪生的抑制作用、较高温度下孪生现象的减弱和温度对动态应变时效的促进或抑制作用等使得试验钢在23、100和300 ℃时存在明显的孪生诱发塑性,而在200 ℃时存在明显的动态应变时效强化的主要原因。动态应变时效强化是该钢在200 ℃时出现塑性低谷的主要原因。     

含锌电炉粉尘水浸处理-真空碳热还原工艺

根据国家对绿色冶金的倡导,对如何高效无污染回收含锌电炉粉尘中的金属锌及K、Na元素进行研究,采用水浸预处理回收粉尘中K、Na元素,再进行真空碳热还原回收金属锌。试验结果表明,水浸最佳方案为固液比为1∶10(g/ml)、搅拌速度为300 r/min、水浸时间为70 min。此条件下,K元素浸出率达91.09%,Na元素浸出率达85.68%。通过FactSage 8.0软件模拟真空碳热还原电炉粉尘在不同含碳条件下热力学行为,并结合前期探索试验表明,水浸渣添加质量分数为10%的焦炭、还原温度为950 ℃、保温时间为60 min的条件下进行真空碳热还原试验可有效分离Fe、Zn元素,获得金属锌锭(Zn质量分数为98.15%)及高品质铁精粉(Fe质量分数为61.93%)。     

RH加钛时机和纯循环时间对IF钢洁净度影响

为进一步提升RH精炼的冶炼效率,更好与高拉速连铸相匹配,对RH冶炼IF钢过程中加Ti时机和纯循环时间对夹杂物的影响开展了试验研究。结果表明,钢液中T.O质量分数在加Al 5 min后小于0.003 0%;夹杂物的数密度在合金化4~5 min后具有最小值,随后增加纯循环时间,夹杂物的数密度无明显变化。在300 t RH工业生产实践中,Al-Ti间隔时间为2 min、纯循环时间为5 min和Al-Ti间隔3 min、纯循环4 min的处理工艺可以保证钢液中的夹杂物充分上浮去除,夹杂物的数密度为0.7~0.8个/mm2,可以实现RH的高效化精炼。在Al-Ti间隔时间大于1 min、纯循环时间大于3 min的操作条件下钢液中未检测到尺寸大于50 μm的夹杂物。基于以上工艺优化,IF钢的RH真空处理时间已经降低至20 min。向钢液中加入Al后主要形成Al₂O₃夹杂物,加入钛铁合金化后钢液中会形成富[Ti]区域,[Ti]将Al₂O₃还原而生成Al-Ti氧化物。随着[Ti]在钢液内的扩散以及Al-Ti氧化物的生成,钢液中的[Al]将Al-Ti氧化物还原而生成Al₂O₃,最终生成以Al-Ti氧化物为核心、外层由Al₂O₃包裹的复合夹杂物。     

基于图像识别的铜转炉吹炼造渣期渣含Fe预测模型研究

铜转炉吹炼是火法炼铜的关键工序,其终点判断与炉寿、铜产率和直收率紧密相关,目前现有人工经验、仪器测定和物料平衡法等终点判断方法均存在一定的局限性。理论上铜转炉吹炼造渣期终点与渣含Fe是否达标有关,而不同Fe含量渣样呈现不同的图像特征,鉴于此,基于图形识别的特征向量提取原理,分别采用卷积神经网络(CNN)算法与支持向量机(SVM)算法,构建了铜转炉吹炼造渣期渣含Fe预测模型,为图像识别技术在铜转炉吹炼终点判断中的应用奠定数模基础。两种模型的实例分析表明,卷积神经网络的训练集预测准确率98%,测试集预测准确率约50%;支持向量机模型的训练集预测准确率99%,测试集预测准确率62%。     

新一代铜电解液绿色净化新技术

新一代铜电解液绿色净化新技术实现了净化电解液中铜与杂质砷、锑、铋的定向分离,解决了脱杂过程产生砷化氢和酸雾有毒有害气及物料重复冶炼等问题,砷有效开路,无有害气体产生,实现了清洁绿色生产。替代了原工业生产阴极铜电解液电脱铜诱导净化除杂工艺,所需脱除的铜全部富集并直接生产A级阴极铜产品,电耗降低55%,实现传统冶炼向绿色清洁冶炼转型。     

工艺因素对82B钢280 mm x325 mm铸坯凝固过程的影响

为模拟不同工艺条件下的连铸坯的凝固过程,采用有限元法模拟了82B钢连铸的凝固过程,获得280 mm×325 mm连铸坯的温度场。结果表明,随拉速从0.60 m/min增加到0.76 m/min,凝固时f_s=1处与f_s=0处皆后移,但中心凝固时间反而增加了9.8%。随过热度由15℃增加到50℃时,凝固末端f_s=1处同样后移,约后移1.1 m。根据模拟结果改进连铸工艺,当拉速从0.60 m/min增加到0.76m/min,增加轻压下工艺可改善低倍质量。     

粉末冶金制备换热管用HAl77-xTi铝黄铜合金及其性能表征

对Ti与HAl77铝黄铜建筑粉末充分混合,再对其实施放电等离子烧结及热挤压处理,分析不同固相烧结工艺下,在铝黄铜内加入Ti时引起的物相结构与组织分布状态的变化,并对试样的界面组织与力学强度进行了测试。研究结果表明:未添加Ti时,在HAl77基体内存在α与β两种组织相。加入Ti元素后在HAl77基体组织内形成了许多弥散态的第二相晶粒,当Ti含量逐渐增大后,得到的第二相颗粒也持续变多,呈现不规则的外形结构。当Ti的加入量逐渐增大后,合金试样各项力学性能参数发生了线性变化,铝黄铜获得了更优的力学性能;并且微裂纹数量降低,形成了更多韧窝并在断口部位呈均匀分布。在外力作用下,位错将会使Ti与Cu₂Ti₄O颗粒发生作用,阻碍基体变形,显著提高合金强度。     

锂电回收过程铁铝渣制备烧结砌块工艺

以废旧锂电池回收过程产生的铁铝渣为主要原料,页岩为辅料,制备铁铝渣烧结砌块,系统研究了页岩掺量、烧结保温时间和烧结温度对所制备的烧结砌块的体积密度、吸水率和抗压强度的影响,并优化得到最优的烧结条件为：页岩掺量30%、成型压力25 MPa、升温速率3 ℃/min、烧成温度950 ℃、保温时间1.0 h,烧制的烧结砌块样品体积密度为1.68 g/cm3,吸水率为18.13%,抗压强度达到21.81 MPa。XRD和SEM结果表明,生成的共熔物填充了空隙,提高了致密程度和强度。得到的产品毒性浸出结果符合《危险废物鉴别标准 浸出毒性》（GB 5085.3—2007）的要求,使用过程无重金属污染风险。     

废旧印刷电路板熔池熔炼技术节能降碳分析

分析了废旧印刷电路板主要种类的理化特性,结合顶吹熔池熔炼技术的优势,在控制入炉料热值为8.5~9.5 MJ/kg时,通过增加富氧空气使炉料中的有机质充分燃烧,基本能够实现自热熔炼。经过计算,粗铜能耗为220 kgce/t,与矿铜相比可节约2 520 kgce/t,减少CO2排放6.60 t/t,与再生铜相比节约170 kgce/t,减少CO2排放459 kg/t。废旧印刷电路板熔池熔炼技术示范工程实际生产过程中,维持进料时间在2.5~3.0 h时,除停炉放渣及停炉期间需补加燃料外,正常生产时,超过80%生产时间能够实现自热熔炼。     

全层状TiAl合金层片生长及其影响因素

利用光学显微镜(OM)和TEM，研究了全层状TiAl合金的层片间距的影响因素及与各因素的关系。实验结果表明，全层状TiAl合金的层片间距与冷却速度和合金中铝含量有关，层片间距与冷却速度呈反比关系，并随着合金中铝含量的增加而增加。同时，以层片生长的台阶机制为基础，推导出了全层状TiAl合金在连续冷却过程中层片间距的数学表达式，推导结果与实验结果相符。