基于氧化物冶金的微合金化研究

介绍了国内外氧化物冶金技术的进展情况;分析了微合金体系中各元素的协同及交互作用以及夹杂物、第二相粒子析出、演变对钢的相变、组织结构和性能的影响规律;阐述了冶炼、凝固过程中“有益”夹杂物析出的热力学、动力学研究现状,分析了夹杂物性质、尺寸、分布等对诱发晶内铁素体形核的影响;综述了热加工和焊接过程对组织演化、晶粒细化、晶内铁素体优先析出及提高母材钢和焊接热影响区强韧性机制。总结了氧化物冶金研究工作进展及存在的问题,结合课题组研究的成果,提出了基于氧化物冶金的微合金化思想并比较了其与传统微合金化的异同;展望了基于氧化物冶金的微合金化理论方面需要进一步开展的研究工作。      

LF软吹时间对硅脱氧弹簧钢氧化物夹杂控制影响

 对于一些采用硅锰脱氧冶炼工艺的特殊钢,为保证钢水洁净度,常会选择较长时间的LF软吹处理,导致过程能耗增加。通过工业试验,借助FEI Explorer 4自动扫描电镜检测,研究不同LF精炼软吹时间对硅脱氧弹簧钢55SiCr铸坯氧化物夹杂成分、数量的影响;并采用夹杂物极值统计法,对比评价不同LF精炼软吹时间对应成品盘条横截面最大夹杂物尺寸控制情况。结果表明,在LF软吹10 min与软吹40 min 两种工艺条件下,铸坯中尺寸大于5 μm的氧化物夹杂成分接近,均在CaO-SiO₂-Al₂O₃相图中假硅灰石、钙长石和钙铝黄长石共晶低熔点区,其中软吹10 min工艺铸坯氧化物夹杂组成落入低熔点区的数量所占比例更大。LF软吹10 min与软吹40 min铸坯中尺寸大于5 μm的氧化物夹杂数量密度分别为11.70个/100 mm2和14.59个/100 mm2,尺寸大于15 μm 的氧化物夹杂数量密度分别为0.53个/100 mm2和1.65个/100 mm2,LF软吹10 min工艺铸坯大尺寸氧化物夹杂数量密度略低于LF软吹40 min工艺。当预测面积为30 000 mm2时,两种LF软吹时间对应成品盘条横截面最大夹杂物尺寸分别为27.1 μm和28.1 μm,盘条最大夹杂物尺寸控制无显著差别。结合硅锰脱氧钢中大尺寸低熔点CaO-SiO₂-Al₂O₃系夹杂物主要源自钢包渣乳化卷入,具有与钢水和氩气泡界面接触角很小、难以通过吹氩上浮去除的特点,建议硅锰脱氧钢LF软吹过程按短时间快节奏进行控制。     

机械活化-湿化学合成LiMn2O4的组成、结构与表征

以MnO2和LiOH·H2O为原料,采用机械活化与湿化学集成的方法,在水溶液中直接合成了结晶态的尖晶石锂锰氧化物.当锂含量介于3.78%～4.35%之间时,所得锂锰氧化物为纳米级球形粉末,以尖晶石结构为主,含极少量的Mn3O4杂相;在300～800℃温度范围内热处理后,Mn3O4杂相消失,尖晶石结构更趋完善.所合成的含锂5.80%的高锂样品则以LiMnO2层状结构为主,含少量Mn3O4杂相,其SEM形貌为片状;在300～700℃下热处理8 h后,层状LiMnO2转变成尖晶石LiMn2O4,Mn3O4杂相峰明显减弱并随热处理温度的升高而消失;当温度升高至700～800℃时,开始出现缺锂的Li1-xMn2O4相.结果表明:该法制备锂锰氧化物可实现锂、锰、氧在原子级水平的均匀混合,所得产物的热稳定性能良好,其化学计量组成与结构易于调整和控制.     

润滑耐磨梯度材料(LGM)辊环与离子渗硫处理的轧辊

在钴基碳化钨硬质合金基体上研制了一种润滑耐磨梯度材料LGM硬质合金及制造工艺，已成功应用于高速线材轧机的辊环。通过XRD和AES分析了梯度材料中硫化物、氧化物的组成和浓度分布．介绍了经低温离子渗硫处理的冷硬铸铁及冷硬合金铸铁轧辊。实践证明，梯度材料LGM辊环与离子渗硫后的铸铁轧辊使用寿命分别提高50％和100％。分析表明LGM辊环中硫化物、氧化物在高温下具有良好的润滑耐磨性能，减少了辊环表面微裂纹产生。     

激光焊接齿科CoCr-NiCr异种合金组织结构研究

选用齿科烤瓷用NiCr合金和支架用CoCr合金,利用脉冲Nd-YAG激光,在不同电压下进行焊接,考察焊件力学性能,优选电压条件,研究此条件下焊件熔焊区及其附近区域化学成分、显微组织变化规律.结果表明,适合齿科临床应用焊接电压为280V,此条件下可以得到显微组织致密、细小的熔焊区,熔焊区与两侧母材呈冶金结合,主要成分为Ni元素,以固溶体和化合物形式存在;Co、Cr元素部分溶入固溶体,部分与Mo、Be形成化合物.焊接中冶金过程充分,无新相生成.双向侧吹氩气可以对熔焊区起到良好的保护作用,无氧化物形成.     

XRF法测定铝土矿中主要氧化物的含量

研究了使用X射线荧光光谱法(XRF)测定铝土矿石中Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2含量的方法，与化学分析结果的对比表明，XRF法具有工艺简单、快速、分析结果可靠等优点，值得推广应用。     

稀土氧化物对中高碳钢堆焊金属中夹杂物的变质作用

采用电镜和金相等手段，对加稀土氧化物和不加稀土氧化物的堆焊金属中的夹杂物进行了研究，结果表明，稀土氧化物能细化堆焊金属中的夹杂物，减少了尺寸大的夹杂物数量，使其尺寸分布在8μm以下，同时，稀土氧化物能够改善夹杂物的形状，减少了形状系数大的长条状夹杂物数量，使形状系数接近为1的夹杂物较多。稀土氧化物还能变质堆焊金属中夹杂物的属性，可以形成铝、硅、镧的氧化物夹杂和铝、硅、镧的硫氧化物夹杂，并且减少了有害的硫化锰和铝、锰、钛复合夹杂物在堆焊金属中的存在。     

2000年—2001年磁性功能材料研究和应用新进展

综述了磁性功能材料研究和应用在2000年－2001年间的新进展，其内容包括：（1）自旋电子学；（2）Bi-Fe氧化物的磁性；（3）稀有和稀土金属垂直磁记录材料；（4）新的多层膜磁性材料；（5）磁浮列车。     

EDXRF法直接测定氧化物陶瓷材料组分

叙述了用能量色散X射线荧光法(EDXRF)同时测定氧化物陶瓷材料组分的分析方法。该方法对样品无损，可直接测定ZrO2 Y2O3，ZrO2 CaO，ZrO2 Y2O3 CaO 3种陶瓷材料中的CaO，Y2O3和ZrO2；该方法快速、简便、可适用于粉末混合料和经高温烧结后的上述3种陶瓷材料；测定各组分的含量范围为：2％-25％的CaO，1．5％-20％的Y2O3，70％-98％的ZrO2，测定CaO和Y2O3的相对标准偏差好于2％，测定ZrO2的相对标准偏差好于1％。