电解工艺对电解铝液质量的影响研究(上)

简介了铝电解机制对电解铝液中氢和Al2O3夹杂形成过程的影响,分析了铝液中Al2O3夹杂形成的机理,推算了CO2,对铝液扩散的质量传递方程,描述了效应处理期间铝液中氢和Al2O3夹杂的形成过程.利用Person-Waddington模型测算了铝液中可能形成的Al2O3夹杂最大值.电解液中的水份被电解成氢和氧,阴极析出的氢通过扩散和杂一气寄生机制进入铝液,是电解铝液中氢的主要来源.铝电解工艺对电解铝液具有一定的自净化作用.     

电解铝液中Al2O3夹杂物的形成机理

介绍铝电解机制对电解铝液中形成Al2O3夹杂物的影响，分析铝液中Al2O3夹杂物形成的机理，推算CO2对铝液扩散的质量传递方程，描述效应处理过程对铝液中Al2O3夹杂物形成过程的影响。利用Person-Waddington电流效率模型测算电解铝液中可能形成的Al2O3夹杂物最大值。结果表明：电解过程生成的Al2O3夹杂物对铝液的污染，是短流程工艺影响铝熔体冶金质量的主要根源。     

电解铝液制备7005铝合金的铸态组织与性能

采用光学显微镜观察、扫描电镜观察及能谱分析、室温拉伸试验等手段研究了电解铝液中的Fe、Si、氢、Al2O3夹杂对7005铝合金铸态组织性能的影响.结果表明,电解铝液中的杂质元素Fe、Si与合金中的Mn、Mg等元素作用形成AlFeMnSi、Mg2Si等第二相,分布于晶内以及晶界处.电解过程中生成的氢和A12O3夹杂物,是短流程工艺影响铝熔体冶金品质的主要根源.铸造过程中形成的疏松和气孔是铸态7005合金拉伸试验中断裂的原因.     

阳极气体传质对铝液中氧化铝夹杂形成影响机理研究

采用第一性原理的分子动力学方法模拟研究阳极气体对铝液传质形成Al_2O_3夹杂过程的影响。结果表明,在电解铝液中,CO_2分解成CO和O,铝被氧化。反应过程相对势垒变化为初始结构(0Ha)→过渡态Ⅰ(0.019Ha)→中间态(0.030Ha)→过渡态Ⅱ(-0.042Ha)→反应结束(-0.056 Ha)。CO_2与电解铝液反应过程为:CO_2→CO_(2(ad))→CO_(ad)+[O]→CO↑+[O],3[O]+2Al→Al_2O_3,总反应为:3CO_2+2Al→Al_2O_3+3CO↑。离解产物氧与铝结合形成的铝氧键非常稳定。以电解铝液为原料,配制了一组工业纯铝试样,采用扫描电镜研究了凝固试样的组织。对高温电解铝液而言,阳极气体是一种极强的氧化剂,能同高温铝液剧烈反应生成Al_2O_3夹杂。电解铝液中氧化夹杂对铝样组织产生冶金遗传效应,氧化夹杂聚集在纯铝上,气孔比较发达,表明气体通过氧化夹杂形核、长大。     

铝电解过程对电解铝液的净化作用探讨

本文对比分析了采用长流程、短流程工艺熔铸铝合金过程中,氢和氧化铝夹杂的形成过程。分析了铝电解工艺过程对电解铝液的自净化作用。电解铝的工作介质为冰晶石熔体,对氧化铝有良好的溶解性能,通过溶解电解液-铝液界面上的氧化铝达到脱氢除杂的效果。电解铝液中存在的微量稀土具有固氢排杂的作用。现代大型铝电解槽电流强度达到350kA,存在于铝液中的不导电、不被铝液润湿的氧化铝夹杂,在强烈电磁场的耦合作用下聚集沉降在电解槽的边部、角部或铝液漩涡的交界处。     

电解铝液制备的7005铝合金铸态拉伸断口分析

通过室温拉伸试验研究了电解铝液制备的7005合金铸态力学性能,并采用光学显微镜观察、扫描电镜观察及能谱分析等手段对拉伸断口及其纵截面的组织形貌进行分析.结果表明,电解铝液中的Fe、Si、H2、Al2O3夹杂对7005合金铸态力学性能有显著影响.铝电解过程中生成的H2和Al2O3夹杂,是铸锭中形成疏松、夹杂的原因.电解铝液中的Fe、Si杂质元素与合金中的Mn、Mg等元素作用形成硬脆、粗大的AlFeMnSi、Mg2Si等第二相,分布于晶内以及晶界处.试样的断裂主要是由夹杂物、疏松孔洞及AlFeMnSi脆性相等裂纹源的综合作用而引起的,拉伸断裂的模式为穿晶方式的韧窝-准解理混合型断裂.     

电解铝液中的Fe、Si、H、氧化铝夹杂对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析等手段研究了电解铝液中的铁、硅、氢、氧化夹杂对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的遗传影响.结果表明：电解铝液中形成的氢和氧化夹杂是相互影响的,铝液中的氢主要寄生于氧化物夹杂上.氧化物夹杂不被铝液润湿,在合金凝固过程中,作为氢气泡形核基底的氧化物夹杂,易被枝晶组织推向晶界,在晶界上形成杂、气共生的夹渣、疏松、气孔,疏松和气孔是铸态、均匀化态Al-Zn-Mg-Cu合金断裂的原因.电解铝液中的铁、硅杂质与合金中的Mn、Cu等元素作用形成AlFeMnSi、Al6（FeMn）、Al7Cu2Fe等难溶相,分布于晶内、晶界.均匀化处理过程中,难溶相发生球化.合金经热轧变形后,难溶相发生破粹并沿轧线呈带状分.硬脆的难溶相作为潜在的裂纹源,是造成峰值时效态合金断裂的原因.     

木条与高温铝液作用对铝液中形成氢和氧化铝夹杂的影响研究

本文以工业铝电解生产采用木条熄灭阳极效应过程为研究对象,采用外热式电阻炉-高温铝液模拟木条熄灭阳极效应期间铝液与木条的作用过程,采用化学分析、热分析、氢分析、OM分析、SEM分析、EDS分析方法,研究木条在高温铝液中裂解导致铝液吸氢、增杂的过程,从微观机制上揭示熄效应处理对铝液中氢和氧化铝夹杂形成过程的影响机理。试验结果表明,采用木条熄灭阳极效应使铝液氢和氧化铝夹杂含量增加。     

用电解铝液铸造合金扁锭夹杂分析

对用电解铝液铸造的3104合金扁锭中的夹杂进行了形态、存在形式及成分分析。夹杂一般出现在疏松、气孔、基体、析出相周围,其成分主要由C、O、Al等元素组成的氧化物和碳化物、可能还存在少量的金属间化合物和其他金属杂质。合金中夹杂的来源除了电解铝液带入外,还包括熔铸过程中的氧化膜因铝液流动不平稳而形成的夹杂、加入的原材料和操作工具带入的夹杂等。本文还列举了生产中有效的夹杂控制措施。     

渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6低倍夹杂缺陷的分析研究

采取低倍、高倍检测以及扫描电镜对渗碳齿轮用钢18Cr Ni Mo7-6低倍夹杂缺陷进行成分分析,判定夹杂主要成分是Al2O3。产生夹杂的原因是较多的脱氧产物没有来得及上浮,形成夹杂物留在钢液中。通过对冶炼过程用铝量分析,在吨钢用铝量一定的前提下,提高沉淀脱氧用铝量,降低扩散脱氧用铝量,可减少夹杂物的产生。     

DIBK-TBP体系萃取分离锆铪的机理

为了解二异丁基甲酮(DIBK)-TBP体系萃取锆铪的化学行为,分别采用斜率法和饱和容量法研究DIBK和TBP在HSCN介质中协同萃取锆铪的性能及机理,结果表明:DIBK-TBP体系萃取分离锆铪时优先萃取铪,萃取反应机理为溶剂化机理,萃合物中Zr4+(Hf4+)、TBP、DIBK的摩尔比为1:1:1,其萃合物组成分别为Zr(SCN)4.TBP.DIBK和Hf(SCN)4.TBP.DIBK,并通过对负载有机相进行红外光谱分析进一步确定了萃合物可能的结构式;DIBK和TBP协同使用可以改善HSCN介质下锆铪的萃取分离效果。     

非调质钢弯臂、直臂的开发应用

介绍了非调质钢（30MnVS和35MnVN）与调质钢（40Cr）的材料力学性能试验结果。并依据3种材料的对比试验结果,内在质量检测结果选定30MnVS钢或35MnVN钢为汽车弯、直臂用材,以替代40Cr钢制造弯、直壁,并对使用效果进行了综合性分析。     

置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结组织性能研究

采用置氢TC21钛合金粉末模压成形+保护气氛烧结工艺,研究置氢TC21钛合金粉末模压成形-烧结合金的组织性能的变化规律.结果表明:置氢量0.22%(质量分数,下同)和0.39%的TC21粉末烧结体组织较细,致密化程度也较高,置氢量0.39%的TC21粉末烧结体退火后的抗压强度和屈服强度最高.随着置氢量的增加,置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结体片层组织尺寸变薄、针状的组织变细,晶粒尺寸变小;置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结体退火后组织较退火前发生了明显的均匀化和细化;烧结体真空退火后氢含量达到安全状态,其中,置氢量0.39%的TC21钛合金粉末烧结体致密效果较好、综合力学性能较高.     

国内外静压造型工艺与设备简介

回顾了静压造型的发展历史,通过典型机型的介绍,对其优缺点进行了分析,指出目前静压造型机存在的主要问题,提出高生产率、柔性化、少人(无人)操控的高可靠性静压造型线是今后发展的方向。     

关于铑铱的富集和分离

铑铱的富集及彼此分离是多年来引人注目的课题,本文介绍近10年来铑铱分离方法及其机理研究结果,并讨论铑铱分离的理论基础和规律性。     

铝及铝合金仿木纹着色技术

综述了铝及铝合金的性能、应用领域、表面处理的方法及将来的发展趋势.着重阐述铝及铝合金仿木纹着色的发展潜力、仿木纹着色不同方法及其特点和木纹形成原理,尤其对电化学法形成木纹的不同工艺及原理作详细的论述,其中包括电化学法木纹处理工艺的体系及组分作用、去膜工艺、阳极氧化、着色和封闭等工序,提出了铝及铝合金仿木纹着色的应用前景及未来发展方向.     

渗硼工艺研究与应用现状及发展

渗硼能够显著提高金属表面的性能，目前的研究方向主要是降低渗硼温度。多元复合渗硼改善渗层显微组织、显微硬度、脆性和耐磨性，以及渗硼共晶化使渗层与基体呈冶金结合，从而改善以往的渗硼层脆性大、容易剥落等问题。