核级FeCrAl包壳材料研究进展

摘要：日本福岛核电站泄漏事故暴露了锆合金易与水蒸气反应造成爆炸的缺陷,又将人们的视线拉回了各项性能较为均衡的FeCrAl合金。FeCrAl合金较锆合金具有更好的耐腐蚀性能,更能满足核反应堆高温水蒸气环境下的工作条件。为进一步保障核反应堆安全性,各国学者对FeCrAl合金的性能进行了大量研究。基于此,综述了FeCrAl合金腐蚀机制及其在高温蒸汽和高温水环境中的腐蚀行为;探讨了合金元素（稀土、Ti、Zr、Nb和Mo）、变形和热处理对合金力学性能的影响;总结了FeCrAl合金辐照性能和焊接性能的研究进展。最后指出了核级FeCrAl合金在研究中存在的不足及未来重点发展方向,为今后其他学者在该领域的研究提供参考。     

炼钢流程钢中氮的溶解及控制技术

 氮作为钢中典型的常存元素,其含量对钢产品性能有重要影响。炼钢生产过程中,由于钢液裸露容易导致增氮,或者钢液成分不同、操作不当等使含氮合金中氮的收得率不稳定等,这些因素都会使钢液中的氮含量产生明显波动,导致成品钢材性能不稳定。因此,氮的精准控制已成为控氮钢种或含氮钢种生产中的关键问题,分析了钢中氮的来源,阐释了钢液氮溶解热力学和动力学,综述了炼钢生产流程中钢液氮变化、控氮研究现状及技术措施等,提出炼钢流程中钢液氮精准控制发展方向。     

含钛高炉渣黏度和熔化性能

 基于混料试验中单纯形质心法建立了CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-2%TiO₂渣黏度和熔化性能预测模型,利用预测模型、FactSage和X射线衍射(XRD)研究了不同w(Al₂O₃)含钛炉渣的冶金性能,并探讨了高Al₂O₃炉渣中w(MgO)/w(Al₂O₃)对黏度和熔化性能的影响。结果表明,炉渣黏度和熔化性能预测模型具有较高的精度,误差分别小于5%和2%。随着Al₂O₃质量分数由10%增加至18%,黏度(η)、熔化性温度(t_M)和液相线温度(t_L)均升高;低熔点相黄长石(Melilite)开始析出温度和析出量逐渐增大,高熔点相钙钛矿(CaTiO₃)和低熔点相硅灰石(CaSiO₃)开始析出温度先增大后减小,还析出了少量高熔点相尖晶石。当Al₂O₃质量分数小于15%、温度为1 450～1 525 ℃时,炉渣黏度均小于0.55 Pa·s,且温度为1 500 ℃时黏度为0.32～0.39 Pa·s,t_M和t_L分别为1 370 ℃和1 330 ℃;Al₂O₃质量分数为15%～18%,炉渣析出的高熔点相CaTiO₃和尖晶石较多,黏度对温度较为敏感,1 525 ℃时黏度为0.3 Pa·s左右,1 450 ℃时黏度增加至0.8 Pa·s。随着w(MgO)/w(Al₂O₃)由0.24增加至0.72,炉渣黏度降低,t_M和t_L增大;Melilite开始析出温度约为1 425 ℃,CaTiO₃开始析出温度由1 310 ℃大幅增加至1 394 ℃,CaSiO₃析出量降低,尖晶石析出量明显增加。此外,不同w(Al₂O₃)和w(MgO)/w(Al₂O₃)炉渣基础相均为Melilite,其开始析出温度高于CaTiO₃;w(Al₂O₃)对t_M和Melilite开始析出温度影响显著,w(MgO)/w(Al₂O₃) 对t_L和CaTiO₃开始析出温度影响显著。当碱度为1.21时,高Al₂O₃炉渣适宜w(MgO)/w(Al₂O₃)为0.48～0.60,t_M和t_L分别为1 400 ℃和1 340 ℃左右,炉渣流动性和稳定性较好。