真空二次还原精炼法制备低氧高钛铁合金的研究

以铝热法生产的高钛铁为原料,以Al为还原剂进行真空还原精炼制备低氧高钛铁。研究了精炼温度、精炼时间等因素对精炼效果的影响,采用XRD、SEM及化学元素分析等手段对高钛铁合金进行了表征。结果表明:精炼后的高钛铁主要含有TiFe2、Fe2TiO5、TiO、Al2O3、TiAl、Fe0.942O等相,精炼后合金的微观结构均匀致密,夹杂物得到有效去除,氧含量大幅降低。但精炼温度过高,精炼时间过长,会恶化精炼效果。精炼后合金中钛含量(质量分数)为(69.00～71.00)%,铝含量低于2.50%,硅含量低于2.63%,氧含量低于3.52%,完全符合优质高钛铁的技术指标。     

铝热还原制备高钛铁脱氧性能的研究

炉外铝热反应制备的高钛铁合金由于Al、O含量高,不能直接用于钢水精炼过程。本文研究了高铝高钛铁在钢液精炼过程中的热力学,以及高钛铁中铝和铁含量对钢液精炼过程的影响。结果表明：采用Ti和Al作为复合脱氧剂,在1873K当钢水中的aTi/aAl大于8时,脱氧产物为Ti2O3;但事实上,只有当液态钢中的aTi/aAl值高于10时,Ti2O3才会作为脱氧产物沉淀。采用高铝高钛铁作为脱氧剂,钢水中铝和钛的含量可以满足相关钢的成分要求。随着高钛铁含量的增加,精炼后的铸钢中夹杂物由硅酸盐转变为Ti-Al-Mn复合夹杂物;同时,在这些夹杂物周围形成径向针状铁素体,细化了钢的微观结构。实际系统中的aTi/aAl值为17.78（> 8）,与理论结果一致。当钢液中的氧含量高时,控制钢水中aTi/aAl的值是至关重要的。     

铝热自蔓延法制备低氧高钛铁合金及表征

以金红石、钛精矿、Al为原料采用铝热自蔓延法制备出低氧高钛铁。研究相关反应体系的热力学及动力学问题,考察配料比、熔渣类型、发热剂等对铝热自蔓延过程的影响,采用XRD,SEM以及化学分析等技术对高钛铁合金进行表征。结果表明:反应体系的绝热温度大于1800K,反应能自我维持进行;Al还原TiO2反应的表观活化能为93.676kJ.mol-1,反应级数为0.01,Al还原TiO2和Fe2O3的表观活化能为300.740kJ.mol-1,反应级数为1.20;合金主要由TiFe2、TiFe以及Fe2TiO0.13等钛铁低氧固溶体相组成,夹杂相存在是导致合金中氧含量高及微观缺陷存在的直接原因;合金中钛、铝、铁、硅含量分别为:60.0%～62%、7.0%～11.0%、21.0%～25.0%以及3.0%左右;合金中的氧被有效去除,最低为1.85%。     

铝热还原制备高钛铁脱氧性能的研究（英文）

研究了钢液精炼过程中高铝高钛铁的热力学性能,并研究了高钛铁中铝含量和用量对钢液精炼过程的影响。结果表明:以Ti和Al为复合脱氧剂,当钢液中的a_(Ti)/a_(Al)在8以上时,1873 K处的脱氧产物为Ti_2O_3;而事实上,只有当钢液中的a_(Ti)/a_(Al)值在10以上时,Ti_2O_3才沉淀为脱氧产物。采用高铝含量高钛铁作为脱氧剂时,钢液中铝和钛的含量可满足相关钢的成分要求。随着高钛铁含量的增加,经精炼后的铸钢中的夹杂由硅酸盐转变为Ti-Al-Mn复合夹杂,同时在这些夹杂周围形成明显或部分的径向针状铁素体,细化了钢的显微组织。实际系统中的a_(Ti)/a_(Al)值为17.78(8),与理论结果一致。当钢液含氧量较高时,控制钢液中的a_(Ti)/a_(Al)值至关重要。     

铝热还原酸溶性钛渣制备TiAl基多元合金

对含高钛的酸溶性钛渣进行铝热还原制备钛铝基多元合金。为了控制并了解合金的制备,讨论了铝和氧化钙的添加和温度的影响。通过考虑材料的配比计算,可以成功地使合金与渣合金分离。大多数还原元素的回收率表现为高值,在所有实验条件下均为95%。铝的添加主要影响合金的成分,而氧化钙的添加则通过改变渣系成分来影响渣金分离。此外,系统的温度可以提高大部分还原元素的回收率和分配比。     

铝热还原酸溶性钛渣制备TiAl基多元合金（英文）

对含高钛的酸溶性钛渣进行铝热还原制备钛铝基多元合金。为了控制并了解合金的制备,讨论了铝和氧化钙的添加和温度的影响。通过考虑材料的配比计算,可以成功地使合金与渣合金分离。大多数还原元素的回收率表现为高值,在所有实验条件下均为95%。铝的添加主要影响合金的成分,而氧化钙的添加则通过改变渣系成分来影响渣金分离。此外,系统的温度可以提高大部分还原元素的回收率和分配比。     

金属热还原法制备V-Ti-Fe中间合金(英文)

采用金属热还原热法制备V-Ti-Fe中间合金,考察V2O5与TiO2的加入比例、用铝量和Al-Mg合金用量对金属回收率和合金成分的影响。结果表明:最佳工艺参数为原料中V2O5和TiO2的质量比为0.5:1,实际用铝量为理论值的95%,Al-Mg合金用量为铝量的1/3。能谱分析结果表明,合金中的V和Fe元素分布比较均匀,Ti则存在一定偏析。为降低合金中Al和O的杂质含量,进行喷吹造渣精炼。精炼后,合金中的铝含量由4.27%降为1.86%,氧含量由2.10%降为0.91%。     

电渣精炼去除铝中杂质铁(英文)

采用添加Na2B4O7的KCl-NaCl-Na3AlF6渣剂对浇注的工业纯铝自耗电极棒进行电渣精炼,以去除纯铝中的杂质铁,并改善其力学性能。结果表明:电渣精炼后纯铝中的铁含量随着Na2B4O7添加量和电渣重熔时间的增加而减少,在Na2B4O7添加量为9%和重熔时间为30min的情况下,铁含量从0.400%降低到0.184%。电渣精炼后,纯铝的弹性模量、屈服强度和抗拉强度得到改善,尤其是其延伸率提高了43%。铁含量降低的主要原因是电渣重熔过程中熔渣和铝液滴反应生成富铁相Fe2B。渣-液体系的反应热力学计算从理论上解释了Fe2B的生成。     

铝热法冶炼高钛铁合金的试验研究

针对以金红石为原料采用铝热法生产含钛65%～70%高钛铁的冶炼工艺进行了实验研究,实验结果表明,铝热法生产高钛铁在技术上是可行的,影响冶炼效果的主要因素包括:还原剂的合理配比、单位炉料发热量、造渣剂的种类和配比及保温效果.     

精炼渣成分对42CrMo钢洁净度的影响

为了研究不同精炼渣对42CrMo钢中洁净度和夹杂物数量、尺寸的影响,采用渣-钢平衡试验和FactSage热力学理论研究了CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO四元渣系对42CrMo钢中洁净度和夹杂物控制的影响规律。结果表明,当初渣碱度(CaO/SiO₂的质量比)和钙铝比(CaO/Al₂O₃的质量比)分别为5和1.8时,能将钢中T.[O]质量分数降至7.5×10^-6,同时夹杂物尺寸控制良好,均小于8μm,在该渣系条件下,42CrMo钢的精炼效果最好;研究还表明,钢中夹杂物成分受渣系影响较大,特别是钢中夹杂物Al₂O₃含量受渣中Al₂O₃活度影响较大,Al₂O₃活度高的精炼渣渣系去除夹杂物Al₂O₃的能力弱,导致此精炼渣系下钢中夹杂物Al₂O     

氟盐法制备Al-Ti-B中间合金的研究

介绍了一种采用氟盐与铝液在高温下反应,制取Al5Ti1B中间合金细化剂的方法。从Ti、B的回收率、反应生成物以及微观组织的角度,对加料工艺、作用时间、搅拌强度等工艺因素做了分析。另外,对制取产品的细化效果进行研究。结果表明,在Ti加入量为0.05%~0.10%之间细化效果最好,该合金细化有效时间约为6 h。还在Al-Ti-B基础上引入稀土元素制取Al-Ti-B-RE中间合金细化剂,可进一步提高细化效果和长效性。     

Al-Ti-C晶粒细化剂的细化机理试验研究

通过SEM分析手段，研究了液固反应法制备的Al—Ti—C晶粒细化剂的组织特征，并通过不同Ti／C的Al—Ti—C晶粒细化剂的细化效果比较，确定Al—Ti—C合金的最佳成分范围；分析了Al熔体凝固过程的形核过冷度、以及α-Al形核与长大驱动力，探讨了凝固过程中α-Al细化机制。结果表明：细化效果决定于TiC的数量、形核活性及晶粒生长限制因子的综合作用。     

Al—Ti—C中间合金的相组成及其细化特性

用专利方法制备出各种成分的Al-Ti-C中间合金作为铝及铝合金的晶粒细化剂。对该系列中间合金的组织和物相分析表明：在制备中间合金过程中,C与Ti反应充分,生成TiC和TiAl3两种管二相,且TiAl3析出量取决于中间合金的Ti含量和Ti/C含量比。用于纯铝的晶粒细化试验表明：与Al-Ti-C中间合金相比,Al-Ti-C中间合金的晶粒细化效率更高;Al-Ti-C中间合金只有在组织中TiC与TiAl3保持适当比例时,才能对纯铝产生良好的晶粒细化效果,不含TiAl3的Al-Ti-C中间合金的晶粒细化作用很微弱;用Al-Ti-C中间合金细化纯铝晶粒时,响应时间短,但衰退较快,且不能通过熔体搅拌法予以消除。分析和探讨了Al-Ti-C中间合金的晶粒细化机理,认为“碳化物理论” 不能充分解释Al-Ti-C的晶粒细化机理,提出“Ti在TiC或TiAl3颗粒表面富集引发包晶反应”的晶粒细化机制。     

Performance comparison of AlTiC and AlTiB master alloys in grain refinement of commercial and high purity aluminum

1 Introduction Since AlTiC master alloys were improved greatly as a new type of master alloy used in grain refinement of aluminum and aluminum alloys in the middle of 1980s[1, 2], there were many important progresses in the preparation techniques and the …     

TiN/Ti复合细化剂对工业纯铝细化效果的影响

利用高能球磨制备了一种金属钛包覆纳米TiN的复合晶粒细化剂(TiN/Ti),研究了该细化剂对工业纯铝的细化效果及其抗衰退性能.结果表明,TiN/Ti复合细化剂对工业纯铝具有良好的晶粒细化效果,当加入量仅为0.025％时,试样组织由粗大的柱状晶转变为等轴晶;当加入量为0.2％时,纯铝的晶粒平均尺寸为82μm.该细化剂在725℃铝液中保温30、60和120 min后,试样的晶粒尺寸分别为101、153和327 μm.相对纯钛粉,TiN/Ti细化剂表现出良好的抗衰退性能,其抗衰退性来源于金属钛包覆纳米TiN在铝液中的分散性和稳定性.     

LATS法-经济简洁的钢水精炼工艺

详细介绍以插入钢包透气砖上方钢液的浸渍罩为特征的,在底吹氩下形成氩气保护的少渣、无渣钢液面,进行添加合金或加铝吹氧升温实现钢液精炼的经济简洁的LATS精炼装置的设备和工艺情况。实绩表明,该精炼工艺投资少,操作简便,具备与RH、LF等精炼设备同等的升温、合金微调、底吹氩等精炼作业手段。     

铸造Al-Si合金熔体处理——晶粒细化

对亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金进行细化处理已成为一种基本操作。中间合金（Ａｌ－Ｔｉ,Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ和Ａｌ－Ｂ合金）在亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金中与在工业纯铝和变形铝合金中的晶粒细化行为存在较大的差异。Ａｌ－３Ｔｉ－３Ｂ,Ａｌ－３Ｂ中间合金在Ａｌ－Ｓｉ铸造合金中表现出优异的晶粒细化效应,Ｓｉ与晶粒细化剂的交互作用在其中扮演着重要的角色。通过炉前对熔体进行快速热分析可以对晶粒细化效果和变质程度进行评价和预测,继而控制熔体处理的质量。对于亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金,归纳起来有四种晶粒细化机理：包晶反应理论、共晶反应理论、硼化物颗粒理论和超形核理论。仅对Ａｌ－Ｓｉ铸造合金细化处理的最新进展、Ｓｉ与晶粒细化剂的交互作用和晶粒细化机理进行综合评述     

溶胶-凝胶法制备Ti(C,N)-Mo_2C-Ni复合粉末的研究

本文采用溶胶-凝胶法在较低温度(1 400℃)下制备了Ti(C,N)-Mo2C-Ni金属陶瓷复合粉末。通过红外光谱(FTIR)、X-ray衍射(XRD)、热重分析(TG-DTA),扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、比表面积分析(BET)、氮/氧含量测定等分析检测方法 ,对该粉末的制备过程进行了初步的研究与分析。结果表明:在1 400℃,真空条件下,以钛酸四丁酯为钛源,以蔗糖为碳源,乙二醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法结合碳热还原法所制得的Ti(C,N)-Mo2C-Ni金属陶瓷复合粉末晶粒小,纯度较高;其制备机理为:原料通过水解、缩聚、裂解/分解等反应,经过干燥后首先得到TiO2混合先驱体粉末,再经过碳热还原及一系列化学反应最后生成了Ti(C,N)-Mo2C-Ni金属陶瓷复合粉末。     

简析铝合金加钛的经济效益

钛是铝及铝合金铸造时常用的晶粒细化剂,也是对晶粒细化最有效的元素之一,对某些铝合金还是一个微量合金化元素。钛剂与铝一钛一硼中间合金是常用的添加钛的载体,在钛价不甚贵的过去,多用钛剂,但在钛价高昂的今天,用Al—Ti—B中间合金不但经济效益更好一些,而且产品品质也更有保证。