经验原子势下铝镁合金中溶质原子向位错芯迁移的最低能量路径

铝镁合金在制造业中应用广泛, 但其在特定应变率下的塑性失稳不利于加工应用. 溶质原子与位错的交互作用是塑性失稳的微观机理. 本文采用势能曲面过渡态搜索技术计算了铝镁合金中替代型溶质镁原子向位错芯迁移的过渡态, 确认了溶质原子与位错芯的交互作用范围, 并采用过渡态理论估算了迁移扩散所需的时间, 且区分了无空位及有空位参与迁移两种情况. 结果表明, 位错压应力区内的溶质原子迁移无明显规律, 而在位错拉应力区内, 随着溶质原子与位错间距的缩短, 迁移势能垒和系统总能量均逐渐降低. 说明目前广泛采用的经验原子势可以很好地反映溶质原子易朝位错拉应力区偏聚这一现象. 溶质原子迁移的过渡态证实迁移过程中的微观结构变化因溶质原子所处位置不同而各异, 而交互作用范围不超过约2 nm. 空位参与对迁移的辅助作用被量化为迁移热激活时间的缩短, 并得出其可在微秒量级. 当溶质原子完成迁移稳定至位错芯附近, 并不倾向于沿位错线密集分布.      

经验原子势下铝镁合金中溶质原子向位错芯迁移的最低能量路径

铝镁合金在制造业中应用广泛,但其在特定应变率下的塑性失稳不利于加工应用.溶质原子与位错的交互作用是塑性失稳的微观机理.本文采用势能曲面过渡态搜索技术计算了铝镁合金中替代型溶质镁原子向位错芯迁移的过渡态,确认了溶质原子与位错芯的交互作用范围,并采用过渡态理论估算了迁移扩散所需的时间,且区分了无空位及有空位参与迁移两种情况.结果表明,位错压应力区内的溶质原子迁移无明显规律,而在位错拉应力区内,随着溶质原子与位错间距的缩短,迁移势能垒和系统总能量均逐渐降低.说明目前广泛采用的经验原子势可以很好地反映溶质原子易朝位错拉应力区偏聚这一现象.溶质原子迁移的过渡态证实迁移过程中的微观结构变化因溶质原子所处位置不同而各异,而交互作用范围不超过约2nm.空位参与对迁移的辅助作用被量化为迁移热激活时间的缩短,并得出其可在微秒量级.当溶质原子完成迁移稳定至位错芯附近,并不倾向于沿位错线密集分布.     

石煤钒浸出液直接制备钒酸铁的研究

利用石煤钒矿浸出液中的钒和铁直接制备钒酸铁,考察了氧化剂种类及过量系数、时间、pH、温度对沉淀钒酸铁的影响。确定了石煤钒浸出液沉淀钒酸铁的最佳工艺参数:氧化剂氯酸钠的过量系数1.4、反应时间5h、pH=2.5、反应温度90~95℃,V2O5沉淀率达到93.73%。     

马钢恢复铁水沟提钒工艺的可行性调研

就马钢恢复铁水沟提钒工艺进行了调研，认为铁水沟提钒工艺成熟，投资少，对在线生产干扰小，钒渣生产成本较低。铁合金厂化工车间恢复五氧化二钒生产，具有一定的经济效益。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛合金中的铝、铁、钒

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)对钛合金中的铝、铁、钒进行了分析测定。本试验对分析谱线、基体效应、酸度、仪器参数等方面进行了研究,并确定了钛合金中的铝、铁、钒测定的最佳仪器分析参数为:功率1300W、雾化气流量0.80lmin、辅助气流量0.2lmin、样品提升量1.7mlmin。在最佳测定条件下对样品进行了准确度、精密度及对照分析试验,结果满意。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定磷铁中的钒

建立了一种测定磷铁中钒的电感耦合等离子体原子发射光谱法。以王水溶解样品,分析了基体中元素磷、铁和其他共存元素的干扰情况,确定了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定磷铁中钒的最佳条件。方法加标回收率在97.0%～102.9%之间,相对标准偏差(n=9)为2.0%。方法简便、快速,适合批量样品的测定,同时也弥补了国家检验标准及行业检验标准相对滞后的不足。     

冶炼钒钛磁铁矿时铁液中钒的扩散及V2O5还原动力学

铁水中钒的扩散及其动力学特征是影响钒钛磁铁矿冶炼时钒还原及回收的关键因素。本文研究了：碳饱和铁水中钒的扩散及动力学特征；温度、铁水中钛的浓度对钒扩散的影响；铁水中钒与钛对相互间扩散的影响；分析了钒钛磁铁矿冶炼时钒还原的动力学条件及限制性环节。研究结果表明：随温度提高，钒的扩散系数提高，铁水中钛浓度提高，有利于提高钒的扩散能力，而铁水中钒会降低钛的扩散能力。钒钛磁铁矿冶炼时，钒的还原属于扩散为主要限制环节的动力学特征。     

吹炼终点钒在渣铁间的分配比及相分析

采用具备顶底复吹功能的500 kg中频感应炉模拟复吹转炉铁水提钒工艺,研究吹炼终点钒在渣铁间的分配比;运用X射线衍射分析钒铁尖晶石的分子组成。试验结果表明:吹炼终点钒在渣铁间分配比Lv为1.8~2.8,且与渣中FeO含量相关。为了保证钒渣质量,降低钒渣中FeO含量,减少铁损,吹炼终点V的质量分数不宜过低。钒渣中钒铁尖晶石的分子式为FeO(Fe,V)_2O_3,表明钒渣中钒为+3价。吹炼初期钒渣中存在少量+2价钒,随着供氧量增加,+2价钒的数量逐渐减少。     

红格钒钛磁铁矿选铁精矿工艺矿物学特征

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、X射线荧光光谱分析等手段,对四川攀枝花红格钒钛磁铁矿选矿产品铁精矿的矿物学特征进行了详细研究。结果表明:铁精矿由Fe、Ti、V、Cr、Cu、Ni、Mn、Ca、Mg、Si、Al、S等元素构成;铁精矿的主要金属矿物有钛磁铁矿,以及少量的钛铁矿、磁黄铁矿和脉石矿物;铁精矿主要矿物的矿物学特征与原矿中主要矿物的矿物学特征相似,都是由主客晶矿物组成的复合矿物。铁精矿的粒度细小且形貌随粒度的减小由粒状向片晶状变化。该研究结果为该矿区铁精矿的选冶工艺以及综合利用提供了重要参考依据。     

稀土变质钒白口铸铁中碳化物球化机理

探索了用变质方法改善钒白口铸铁中碳化物的形貌和分布。用稀土综合变质剂对钒白口铸铁进行了变质处理,使钒白口铁中方块状先共晶碳化物和条状共晶碳化物变为圆整时球状碳化物,韧性和机械性能明显提高。
研究表明,一定的钒量是碳化物获得球化的必要条件。变质过程中产生的大量的高熔点的硫化物、氮化物是VC非均质形核的基体,对VC以离异共晶方式生长起着重要作用。稀土的脱硫脱氧作用,提高了VC—熔体间的界面能,降低了VC的表面能的各向异性,使VC各个生长锥以在致相等的速度增长,从而长成球形。同时,高的界面能有利于在生长过程中球面的稳定性。
稀土综合变质剂正是综合了提供非均质形核基体与提高VC—熔体界面能、降低界面能各向异性的优点,而且前者与后者之间互相促进,因而发挥了较强的球化作用。     

钒对中铬白口铸铁组织和性能的影响

研究了钒对中铬白口铸铁的组织与性能的影响.采用SEM与EDS对试样进行了组织与成分分析,并测定了试样的冲击韧性、硬度等力学性能.结果表明:随着V含量的增加,中铬白口铸铁的组织得到细化,冲击韧性得到改善;当V的加入量增加至4%(质量分数)时,基体上弥散分布大量VC颗粒,使得材料有潜在的良好的耐磨性能.     

P507-N235混合萃取剂分离石煤酸浸液中钒与铁

研究了P507-N235混合萃取剂分离石煤酸浸液中钒与铁的工艺,考察了N235/P507浓度、萃原液pH、萃取时间、相比(A/O)对钒、铁萃取率及钒铁分离效果的影响。结果表明,采用0.4 mol/L P507,0.8mol/L N235为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,pH=1.7,萃取时间5min,A/O=5/1,经4级萃取,钒萃取率可达98.36%,而铁萃取率仅为5.78%。相对现有的P204、P507单一体系,P507-N235体系具有更好的萃取能力及钒铁分离性能。     

钒钛铁精矿内配碳球团压团工艺研究

内配碳球团性能(落下次数、抗压强度等),对于直接还原生产海绵铁时获得较高金属化率极为重要.首先初步确定每个因素的基准参数,通过改变其参数值进行一系列单因素试验,然后根据正交试验原理,设计了四因素三水平试验条件,采用769YP-60E型手动压片机对钒钛铁精矿内配碳球团压团工艺参数进行试验研究,最后运用极差分析法和方差分析法对试验数据进行处理,对影响球团性能的各因素进行显著性检验.结果表明:利用实验结果和极差分析综合比较确定了使生球落下次数较高的工艺条件分别为A282C3D2,即矿煤粒度比(200:60)、水分8%、粘结剂0.3%、压力为10 MPa;方差分析将因素水平变化所引起的结果差异与误差波动带来的试验结果间的差异区分开来,得出影响落下次数的主次因素分别B2A2D2G3,即球团水分是影响球团性能或压团工艺参数的主要因素,矿煤粒度比对球团性能有较大影响,压团压力和粘结剂浓度对各项指标的影响最小;生球团要进行干燥处理,干燥温度为105℃,干燥时间控制在2 h左右,所得球团的抗压强度为98N/个、高温爆裂性能小于20%,能满足转底炉直接还原工艺的要求.     

复吹转炉铁水提钒理论及热模拟试验

采用共存理论计算了提钒炉渣V_2O_3-SiO_2-TiO_2-Cr_2O_3-MgO-MnO-FeO中V_2O_3的活度系数,研究了炉渣组元、温度对V_2O_3活度系数的影响,得到V2O3的活度系数为0.5×10~(-6)~9.0×10~(-6)。通过对V-C平衡进行研究,得出了V-C氧化的转化温度为1380℃,即吹炼过程铁水控制温度。采用具备顶底复吹功能的500kg中频感应炉模拟了复吹转炉铁水提钒工艺,试验结果表明:吹炼终点钒质量分数平均为0.06%,钒氧化率为95%。底吹搅拌可以显著加速铁水中钒的氧化,缩短3min的冶炼周期。     

钒钛铁精矿内配碳球团直接还原的动力学

采用等温还原试验并结合热力学反应数据,对钒钛铁精矿内配碳球团直接还原的还原反应进行了分析.以还原反应发生10min为边界点,将反应过程分为前期和后期两个阶段,建立了还原过程的动力学模型.结果表明,钒钛铁精矿内配碳球团直接还原的还原度随反应温度的升高而增大.温度越高,球团在反应前期还原度的增加速率越大,达到的最终还原度越...     

基于神经网络算法钒钛改性高铬铸铁的热处理工艺研究

采用神经网络算法技术,以钒含量、钛含量、淬火温度、淬火冷却方式、回火温度和回火冷却方式作为输入层参数,以耐磨损性能和冲击韧性为输出层参数,可以构建出6×24×12×2四层拓扑结构的钒钛改性高铬铸铁热处理工艺优化模型。模型输出的耐磨损性能平均相对预测误差为2.8%、冲击韧性平均相对预测误差为2.5%。模型不仅具有较佳的预测能力和较高的预测精度,而且在热处理生产线上具有很好的应用效果,使产线上的钒钛改性(0.8%钒+0.5%钛)高铬铸铁的平均晶粒尺寸减小32%、磨损体积减小50%、冲击韧性提高62%。     

Possibility of Selective Oxidation of Vanadium from Iron and Phosphorus in Fe‐V‐P Melt

Experiments on a vanadium recovery method from vanadium containing BOF‐slag using both a Tamman furnace (3 kg scale) and an induction furnace (150 kg scale) were conducted. The vanadium was extracted into the slag phase by bubbling oxidation gas into a metal bath consisting mainly of V (1–10 mass%), Si (less than 1 mass%) and P (about 1 mass%). The first experiments revealed that the slag formed during oxidation reaction had considerably high phosphate capacity. High phosphorus content would rule out the possibility of using the slag as a raw material for the production of ferrovanadium of high quality. In order to reduce the P‐content in the slag, addition of slag former to reduce phosphate capacity was necessary. A suitable slag system (having the initial composition 40 mass% Al₂O₃ ‐ 25 mass% CaO ‐ 35 mass% SiO₂) and a suitable atmosphere, by using CO₂, that enhanced the oxidation of vanadium, but limit the oxidation of iron and phosphorus was found. However, more efforts should be put forward, e.g. study of the phase diagram, the viscosity of the slag and even oxide activities to gain more insight into the slag formed by selective oxidation.