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A three-step, batch type recovery method was developed to produce indium powders from dilute indium chloride solutions prepared by dissolving indium tin oxide (ITO) electrodes from waste liquid crystal display (LCD) panels in concentrated hydrochloric acid (HCl) solutions. A 5–L batch process was used with individual experimental parameters for cementation, such as temperature and time, which were varied to optimise their effects on the physicochemical properties and purity of the recovered indium powders and the recovery rate. A validation experiment was performed by preparing indium bearing solutions in a 5–180 min kinetic study of indium cementation with aluminium in aqueous HCl solutions at 65°C. The indium powders obtained from the cementation processes were further characterised using various analytical tools, such as ICP/AES, X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). Cementation at 60°C for 10 min resulted in the optimal process efficiency, with a recovery rate and indium purity of 70 and 99·8% respectively. On a développé une méthode de récupération discontinue à trois étapes afin de produire des poudres d'indium à partir de solutions diluées de chlorure d'indium préparées en dissolvant des électrodes d'oxyde d'indium et d'étain (ITO), provenant de panneaux d'affichage à cristaux liquides (LCD) de rebut, dans des solutions concentrées d'acide chlorhydrique (HCl). On a utilisé un procédé discontinu de 5 L avec paramètres expérimentaux individuels de cémentation, comme la température et la durée, que l'on variait afin d'optimiser leurs effets sur les propriétés physicochimiques et la pureté des poudres d'indium récupérées et sur le taux de récupération. On a effectué une expérience de validation en préparant des solutions porteuses d'indium dans une étude cinétique de 5 à 180 min de cémentation de l'indium avec de l'aluminium, dans des solutions aqueuses d'HCl à 65°C. On a ensuite caractérisé les poudres d'indium obtenues à partir des procédés de cémentation en utilisant divers outils analytiques, comme l'ICP/AES, la diffraction des rayons X (XRD), et la microscope électronique à balayage—spectroscopie à dispersion d'énergie (SEM-EDS). On a obtenu le rendement optimal du procédé par cémentation à 60°C pendant 10 min, avec un taux de récupération et une pureté de l'indium de 70 et 99·8%, respectivement. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(3):361-377
AbstractA thermomechanical processing technique is used to improve austenitic Hadfield Mn-steel wear properties. ASTM A128 grade C steel billets were sized and multi-pass hot rolled. Rolling has been successfully carried out up to an 80% reduction in thickness on four passes in the temperature range 1200 to 800 °C. The inter-pass time ranged between 9 to 13 seconds. The steel was then solution treated at 900, 1000 and 1100°C for 30 min. at temperature. Austenite grain size was measured and the carbide volume fraction was evaluated. The austenitic grains of the as-cast structure are surrounded by a network of carbides. The carbides have a lamellar structure and are richer in Cr and Mn than the austenitic grains. Austenitizing at 1100 °C was the optimum to dissolve the network of carbides. However, solution treatment at the higher temperature coarsens the austenite grains while decreasing the carbide volume fraction. By contrast, hot rolling creates finer grains and signficantly reduces the carbide content. Furthermore, hot rolling followed by solution treatment further decreases the carbide content and distributes them homogeneously. This process has a positive effect on both the mechanical and wear properties. High reductions by hot rolling of the Hadfield steel creates both deformation bands and a twinned structure. These twinning boundaries are considered as slip obstacles to provide strengthening. A thick sheet martensitic structure is created accompanying twinning. Moreover, solution treatment of the hot deformed steel leads to the formation of a thin martensitic structure.On utilise une technique de traitement thermomécanique pour améliorer les propriétés d'usure de l'acier austénitique au manganèse. On a coupé et laminé à chaud par passes multiples des billettes d'acier ASTM A 128, de grade C. On a effectué le laminage, avec succès, jusqu'à une réduction de 80% de l'épaisseur, avec quatre passes dans la gamme de température de 1200 à 800 °C. La durée entre les passes était de 9 à 13 secondes. On a ensuite effectué un traitement de mise en solution à 900, 1000 et 1100°C, pendant 30 minutes à la température donnée. On a mesuré la taille de grain de l'austénite et l'on a évalué la fraction volumique du carbure. Les grains d'austénite de la structure brute de coulée sont entourés d'un réseau de carbures. Les carbures ont une structure lamellaire et sont plus riches en Cr et en Mn que les grains d'austénite. La température optimale d'austénitisation pour la dissolution du réseau de carbures était de 1100 °C. Cependant, le traitement de mise en solution à cette température plus élevée produit un grossissement des grains d'austénite tout en diminuant la fraction volumique de carbure. En contraste, le laminage à chaud crée des grains plus fins et réduit significativement le contenu en carbure. En outre, le laminage à chaud suivi par le traitement de mise en solution diminue encore plus le contenu de carbures et distribue ceux-ci de façon homogène. Ce traitement a un effet positif tant sur les propriétés mécaniques que sur les propriétés d'usure. Des réductions élevées par laminage à chaud de l'acier austénitique au manganèse créent des bandes de déformations ainsi qu'une structure maclée. Ces joints de grains de macle sont considérés comme des obstacles au glissement, fournissant ainsi un renforcement. Une feuille épaisse à structure martensitique, accompagnant le maclage, est ainsi créée. De plus, le traitement de mise en solution de l'acier chaud déformé mène à la formation d'une structure martensitique mince. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(4):533-537
AbstractCopper matrix composites were made by a powder metallurgy route. The reinforcements were SiC and graphite particles of loading of 20 wt.% each in the composites. One set of reinforcement particles was Cu-coated by an electroless method up to 80 wt.%. Asecond set was prepared by the admixture method in which the uncoated reinforcement particles were mixed with 80 wt.% Cu powders in a conical flask attached to a mechanical stirrer operating at 360 rpm for a period of 6 minutes. The Cu-coated reinforcements and the mixture of Cu-uncoated reinforcements were cold pressed individually and sintered at 1000 °C for different periods of time. It was found that the Cu-coated reinforcement compacts were fully sintered in shorter periods of time. Also, it was noted that the Cu-coated reinforcement composites have lower porosity, lower electrical resistivity, higher compressive properties and greater hardness.On a fabriqué des composites avec matrice en cuivre par voie de métallurgie des poudres. Le renforcement des composites consistait en un chargement de 20% en poids de chaque espèce de particule, soit SiC et graphite. On a déposé jusqu'à 80% en poids de cuivre sur un lot de particules de renforcement, par une méthode sans courant. On a préparé un second lot par la méthode de matière ajoutée par laquelle les particules de renforcement sans rev?tement étaient mélangées avec 80% en poids de cuivre en poudre dans un flacon conique attaché à un agitateur mécanique, opérant à 360 rpm pendant 6 minutes. On a pressé à froid individuellement les renforcements à rev?tement de cuivre et le mélange de renforcements sans rev?tement et on les a frittés à 1000 °C, pour diverses durées. On a trouvé que les comprimés de renforcement avec rev?tement de Cu étaient complètement frittés plus tôt. Également, on a noté que les composites avec renforcement à rev?tement de Cu avaient une plus faible porosité, une plus faible résistivité électrique, des propriétés de compression plus élevées ainsi qu'une dureté plus élevée. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(3-4):197-212
AbstractThis paper describes initial efforts to develop and apply 3D finite-difference models to simulate transient flow in the mold. These transient flow phenomena include flow pattern oscillations caused by sudden changes in nozzle inlet conditions and rapid fluctuations in the molten steel/flux interface level at the top surface of the mold. The flow model incorporates interactions with other transport phenomena, including turbulence, superheat removal and argon gas bubble injection. Predictions are shown for the oscillatory evolution of the flow pattern from biased steady flow to symmetrical steady flow after a sudden change in inlet conditions. In addition, the predicted turbulent kinetic energy levels at steady state are shown to correlate with measured surface level fluctuations. The effect of processing conditions are consistent with experimental findings. Without argon, the greatest level fluctuations are found near the narrow face, while increased argon moves the maximum towards the center. Fluctuations decrease with deeper submergence and lower casting speed. These transient phenomena are important because they may lead to defects in the final steel product from entrainment of slag, disruption of solidification at the meniscus and non-uniform heat transfer. © 1998 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved. Résumé Ce document décrit les éfforts initiaux de déveoppement et d'application de modèles aux différences finies en 3D à la simulation de l'écoulement transitoire dan le moulé. Ces phénoménés d'écoulement transitoiré incluent les oscillations du patron d'écoulement causées par des changements de conditions de la tuyere d'entrée ainsi que les fluctuations rapides du niveau de l'interface acier fondu/écoulement à la face superiéure du moulé. Le modéle d'écoulement incorpore des interactions avec d'autres phénoménés de transport, incluant la turbulénce, l'énlevement de la surchauffé et l'injection de bulle de gas d'argon. On predit l'evolution oscillatoire du patron d'écoulement, allant d'un écoulement permanént biaise à un écoulement permanent symétrique, après un changement soudain des conditions d'entrée. En plus, on montré que les niveaux predits d'energie cinetiqué turbulente en regime permanent sont correles avec les valeurs mesurées de fluctuations du niveau de la surface. L'effet des conditions du traitement est consistant avec les données experimentales. San argon, le niveau le plus élevé de fluctuations se situe prés de la face etroité alors que l'augmentation d'argon deplace le maximum vers le centre. Les fluctuations diminuent avec une immersion plus profonde et une vitesse de moulage plus lente. Ces phénoménés transitoires sont importants parce qu'ils peuvent conduire à des defauts dan le produit final en acier par entrainement de scories, par derangemént de la solidification au menisqué et par transfert de chaleur non uniforme. © 1998 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(3):319-324
AbstractThe main objective of this pass design is to achieve fine-grained structure with high strength properties and good ductility for 2.0 mm thickness steel sheet on a six stand finishing mill. Numerical modeling is used to evaluate the different rolling parameters while processing maps are used to determine a workability “window” in which dynamic recrystallization must occur.The existing rolling parameters would not lead to a dynamically recrystallized structure. The proposed technique retains the sequence of reduction in thickness at the working temperatures, while it diminishes the rotational speed of the first stand and consequently all the other stands. The first stand is proposed to rotate with 25 rpm at 7.2 s-1 rate of deformation. The final rotational roll speed would be 177 rpm at stand no. 6 with 83.4 s-1 rate of deformation at 850 °C. Rolling force and torque needed in the proposed technique are lower than those in the existing ones at most of the passes. The proposed technique saves energy as it reduces the power consumption.Le principal objectif de cette conception de passe de laminoir est d'obtenir une structure à grain fin avec des propriétés de résistance élevée et une bonne ductilité pour une tôle d'acier d'une épaisseur de 2.0 mm, sur un laminoir finisseur à six cages. On utilise la modélisation numérique pour évaluer les différents paramètres de laminage alors qu'on utilise les plans de formage pour déterminer une "fenêtre” de fabricabilité dans laquelle doit se produire une recristallisation dynamique.Les paramètres actuels de laminage ne peuvent conduire à une structure dynamiquement recristallisée. La technique proposée retient la séquence de réduction en épaisseur aux températures d'opération, tout en diminuant la vitesse de rotation de la première colonne et, par conséquent, de toutes les autres colonnes. On propose que la rotation de la première colonne soit de 25 rpm, avec un taux de déformation de 7.2 s-1. La vitesse du dernier rouleau serait de 177 rpm à la colonne no. 6, avec un taux de déformation de 83.4 s-1, à 850 °C. La force de laminage et le moment de torsion nécessaires pour la technique proposée sont plus bas que ceux qui existent déjà pour la plupart des passes. La technique proposée conserve l'énergie puisqu'elle réduit la consommation de pouvoir. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(2):401-405
AbstractThe effect of mill speeds on energy consumption and size reduction of zircon in a ball mill was investigated by comminution tests. Optimum grinding conditions, except mill speed, were determined prior to the investigation for the effect of mill speed.The experimental results indicate that the most efficient grinding of hard minerals, such as zircon, occurs at around the critical speed of the mill when it is completely filled with zircon, balls and water in the proportion of 1:1:1 by apparent volume.It is also found that the size-distribution parameter α and the energy-size parameter β of the product ground at around the critical speed of the mill are nearly equal, where abrasion and chipping rather than impact may be the predominant comminution mechanism. Résumé Par des essais de comminution, l'effet de la vitesse d'un broyeur à boulet, sur la consommation d'energie et la réduction de taille de la zircone ont été étudies. Avant ces essais les conditions optimales de broyage, sauf la vitesse, ont été determinées.Les résultats expérimentaux indiquent que Ie broyage le plus efficace pour un minerai dur comme la zircone se produit pour une vitesse voisine de la vitesse critique du broyeur et quand it est complétement rempli de zircone, de boulets et d'eau dans une proportion volumétrique apparente de 1:1:1.Il apparaît également que le parametré de granulométrie α et la paramétre déceivant l'énergie et la taille βdu produit broyé à une vitesse voisine de la vitesse critique sont sensiblement égaux; agrave; ce moment, les principaux mécanismes de comminution sont l'abrasion et l'écaillement plutôt que le choc. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(4):277-280
AbstractThe strain-induced phase transformations produced in an austenitic stainless steel powder (Type 304L) by ball-milling at temperatures ranging from ?196° to 200°C have been studied by X-ray diffraction methods. It has been found that decreasing the temperature of deformation increases the rate of transformation of austenite to bcc martensite as well as producing more plastic deformation of the austenite. Analysis of a ball-milled 50% Fe/50% Ni alloy showed that the increased microstrain(plastic deformation) at the low temperatures was characteristic of metallic fcc materials, and not a product of the martensitic transformation. ε-martensite was found in the powders milled at ?196° and ?79°C. The value determined for Md (>200°C), which is considerably higher than any previously reported value, is considered due to the high shear forces generated in the mill Résumé Les transformations de phase dans une poudre d'acier inoxydable austénitique (type 304L) causées par la déformation lors du broyage à boulets à des températures entre ?196° et 200°C ont été etudiées par diffraction de rayons X. Une diminution de la température de déformation augmente la vitesse de la transformation austénite - martensite (c.c.) et la deformation plastique de l'austénite. Une analyse d'un alliage 50% Fe/50% Ni broyé à boulets a démontré que l'augmentation de la micro déformation à basse température était caractéristique des métaux cubiques à faces centrées que de la transformation martensitique. Les poudres broyées à ?196° et ?79°C ont présenté de la martensite ε. La valeur de Md (>200°C) trouvée est nettement supérieure aux valeurs trouvées antérieurement, probablement à cause des forces de cisaillement élevées produites dans le broyeur. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(4):329-341
AbstractTwo specimens of titanium which had been analyzed independently by vacuum fusion and inert-gas fusion were analyzed for oxygen by an isotope-dilution technique which employed a platinum bath and allowed the dilution to be followed with time. With graphite crucibles which had been degassed at 1850°C for 2 1/2 hours or longer, the exchange was linear with time for both the blank and analysis. Extrapolation to zero time permitted the oxygen content to be measured with a standard deviation of ±0.004 per cent for specimens of weight 0.5 gram. The results were in agreement with or slightly higher than those obtained by vacuum fusion. Suspected segregation in one of the specimens rendered an exact comparison between the methods uncertain. Résumé Deux specimens de titanium, qui avaient été analysés séparément par fusion dans le vide et fusion dans un gaz inerte, ont été analysés Quant à l' oxygène par une technique de dilution d'lsotope, utilisant un bain de platine et permettant de suivre la dilution avec le temps. Avec des creusets de graphite, ayant été dégazés à 1850°C pendant 2 1/2 heures ou plus.longtemps , l'échange s'est fait linéairement avec ltemps à la fois pour l'essai à blanc et pour l'analyse. L'extrapolation au temps zéro a permis de mesurer la teneur en oxygène avec un écart-type de ±0.004 pour cent pour des spécimens d'un poids de 0.5 gramme. Les résultats s'accordèrent avec ceux qui étaient obtenus par fusion dans le vide, ou leur etaient légèrement supérieurs. Une segrégation soup?ée dans l'un des spécimens a rendu incertaine une comparaison exacte entre les méthodes. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(3):261-271
AbstractA study of the kinetics of chlorination of the mineral galena (PbS) was conducted using thermogravimetry (TG), supplemented by X-ray diffraction, optical microscopy of polished sections, and scanning electron microscopy. TG experiments were conducted both isothermally and non-isothermally in an assembly specially designed to handle corrosive atmospheres.The results of the non-isothermal experiments indicated that, due to the highly exothermic nature of the reaction between galena and chlorine, parameters such as particle size, sample geometry, and heat transfer had a substantial influence on the reaction. The isothermal investigations were conducted from 250 to 400°C with an adequate heat sink in contact with the sample and under conditions chosen so that the rate of reaction was independent of gas flow rate. The results were examined on the basis of different kinetic models and were found to be consistent with the “shrinking core” model in which the reaction rate is controlled by diffusion through the PbCl2 product layer. This model is supported by the relationship between the rate of chlorination and the particle size of the galena and by photomicrographs showing an increase in thickness of an adherent product layer as the degree of chlorination increased. The rate of reaction, at sufficiently high Cl2 partial pressure, was independent of Cl2 partial pressure. The activation energy was found to be 113 kJ/mol. A mechanism for the diffusion process is proposed. Résumé Une étude cinétique de la chloration du minéral de galéne (PbS) a été effectuée au moyen de la thermogravimétrie (TG), avec diffraction à rayons X, microscopie optique des sections polies et microscopie électronique à balayage comme méthodes supplémentaires. Des expériences thermogravimétriques ont été effectuées isothermiquement et non-isothermiquement dans un appareil destiné spécialement à des atmosphères corrosives.Les résultats des expériences non-isothermiques ont démontré que puisque la reaction entre la galène et le chlore est très exothermique, des facteurs tels que la granulométrie, la disposition de l'echantillon et le transfert de chaleur avaient grandement influencé la réaction. Les investigations isothermiques ont été effectuées à des temperatures variant entre 250 et 400°C avec un récepteur de chaleur contigu à l'echantillon et à des conditions choisies afin que la vitesse de la réaction soit indépendante du débit de gaz. On a examiné les résultats par différents modèles cinétiques et on a trouve qu'ils étaient compatibles avec le modéle de “noyau rétrécissant” selon lequel la vitesse de réaction est contrô1ée par diffusion à travers une couche de produit PbCl2. Ce modèle est appuyé par la relation entre la vitesse de chloration et la granulométrie de la galène et par des photomicrographies indiquant une augmentation de l'épaisseur d'une couche adherente du produit au noyau avec l'augmentation du degré de la chloration. A une pression partielle de Cl2 suffisament élevée, la vitesse de la réaction était indépendante de la pression partielle de Cl2. On a démontre qué l'energie d'activation était 113 kJ /mol. On propose un mécanisme de diffusion. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(1):181-186
AbstractThe prior Petch study by the authors of segregated Ni-S alloys containing <1-50 ppm S is extended here to examination of the kinetics of grain boundary hardening and of the effects of thermal history in these same alloys. It is demonstrated that the kinetics of segregation as inferred from boundary hardening are quite complex and much too rapid to be accoun ted for by normal volume diffusion. However, segregation kinetics become sufficiently slow below room temperature that quenching to, and testing at, cryogenic temperatures permit comparison of the tensile properties of bulk specimens of the nickel alloys in the condition with sulphur dispersed and that with sulphur segregated near the grain boundaries. Even the purest nickel tested (<1 ppm S) exhibits a significant increase in reduction-in-area and an increase in the .2% flow stress in the dispersed state relative to the segregated state. The present results are shown to be most fully consistent with a vacancy assisted, non-equilibrium segregation model rather than one of precipitation or equilibrium segregation. Résumé Pour faire suite à leur précédente étude de la relation de Petch dans les alliages Ni-S contenant 0–50 ppm, les auteurs ont étudié la cinétique de durcissement des joints de grains et les effets de l'histoire thermique dans ces meme alliages. La cinétique de ségrégation telle que déduite du durcissement du joint est quelque peu complexe et beaucoup trop rapide pour être interprétée en termes de diffusion volumique normale. Cependant, au-dessous de la température ambiante, la cinétique de ségrégation devient suffisamrtlent lente pour que, par trempe et essais à des tempéraptures cryogéniques, une comparaison puisse être établie entre les propriétés en traction D'échantillons d'alliages de nickel soit con tenant du soufre sous forme dispersée soit contenant du soufre ségrégé prés des join ts de grains. Même le nickel le plus pur (S < 1 ppm) révèle une augmentation significative de la réduction de section et une augmentation de la limite d'élasticité à 0.2% quand le soufre est à l'etat disperse plutot qu'a l'état ségrégé. Ces résultats se révèlent beaucoup plus compatibles avec un modèle de ségrégation de non-équilibre assistée par les lacunes plutôt qu'avec un modèle de ségrégation d'équilibre ou un modèle de précipitation. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(3):255-262
AbstractA pyrometallurgical process has been developed for recovering 75% to 90% of the nickel from nickeliferous pyrrhotite in a concentrate containing 4 to 7%-Ni. It consists of agglomerating the pyrrhotite with additives, heat treating the agglomerates at about 900°C, and then cooling followed by grinding and magnetic separation. A bout 93% of the sulphur in the feed pyrrhotite remains in the non-magnetic fraction as FeS. This can be disposed of or used for the production of iron oxide or iron and sulphuric acid. Résumé Un procédé pyrométallurgique a été développé pour la récupération de 75% à 90% de nickel à partir d'une pyrrhotite contenant 40% à 7% Ni. Il s'agit de l'agglomération de la pyrrhotite avec des additifs, du traitement thermique des agglomérés it 900°C, et d'un refroidissement suivi par un broyage et séparation magnetique. D'environ 93% de soufre de la pyrrhotite d'alimentation reste dans une fraction non magnétique comme FeS. Ce matériau peut être expédié ou employé dans la production de l'oxyde de fer, de fer ou de l'acide sulfurique. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(4):347-368
AbstractThis paper reviews the crack opening displacement approach to fracture testing of materials at ambient temperature and considers extension of the work to higher temperatures, as one phase of an approach aimed at bringing various cracking behaviours within the same over-all fracture mechanics treatment.Testing procedure uses BS 15 mild steel as l-inch plate at 350°C, with loading times up to 1000 hours. A rectangular specimen about 18 × 6 inches is slit for three quarters of its length along the centre of width, and the notched region is immersed at high temperature. The split ends protruding from the furnace are strained apart, and a transducer is projected into the furnace to provide a continuous measurement of crack opening displacement. CaDs produced are in reasonable agreement with values predicted by the general yielding theory. Intergranular crack extensions occurred at CODs of 14 to 17 × 10?3 inches, were of the ‘pop-in’ type.One specimen was cooled to 0°C after test so that the crack could be extended by cleavage. The COD at initiation was 5 × 10?3 inches, indicating that the material had been substantially embrittled by hot straining. Résumé Après avoir revu l'ouverture et le déplacement des fissures pour des essais de rupture à température ambiante, les auteurs considèrent l'élargissement de ces conclusions a haute température comme approche pour examiner divers comportements des fissures dans un mécanisme global de la rupture.Pour les essais, une tôle d'un pouce d'épaisseur d'acier doux BS?15 a été utilisée a 350°C, le temps maximal de mise en charge étant de 1000 heures. L'éprouvette rectangulaire déenviron 18 po. × 6 po. est entaillée en son centre sur les trois quarts de sa longueur; la région entaillée est maintenue à haute température. Les extrémités fendues de la tôle sont écartées l'une de l'autre hors du four et un palpeur dans le four donne en continu la propagation de la fissure. La propagation des fissures est en bon accord avec les valeurs données par la théorie de l'écoulement. L'extension de fissure intergranulaire se produit pour des valeurs de la propagation des fissures de 14 à 17 × 10?3 pouces et sont réentrantes. Une éprouvette fut refroidie à 0°C aprés l'essai de fa?on à pouvoir faire avancer la fissure par clivage. La propagation de la fis sure était de 5 × 10?3 pouces indiquant une fragilisation du métal par deformation à chaud. 相似文献
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none 《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(2):193-210
AbstractThis study discusses the sliding wear response of a zinc-based alloy (conforming to ZA 27) in mixed lubrication conditions at different sliding pressures and speeds. A conventional bearing bronze (conforming to SAE 660) was also tested under identical test conditions for comparison purposes.Wear rate increased with speed and pressure. Further, the zinc-based alloy attained superior wear response (less wear rate and frictional heating) than the bronze at all test speeds except prior to seizure (occurring at 7.0 MPa) at the speed of 4.60 m/s. The trend reversed in the latter case. Wear rate of the specimens also agreed with the degree of frictional heating experienced by them. A higher wear rate corresponded to larger frictional heating and vice versa. Wear behaviour of the samples improved considerably in the present study due to the presence of the oil lubricant as compared to the study in dry conditions.Wear behaviour of the samples has been discussed in terms of the nature and response of their various microconstituents and the effects produced by varying test speeds and pressures under mixed lubrication conditions. Features of wear surfaces, subsurface regions and debris particles generated during the testing of the specimens further substantiated the observed wear behaviour of the samples and were helpful in understanding the operating wear mechanisms.Cette étude discute de la réponse à l'usure par glissement d'un alliage à base de zinc (seconformant à ZA 27) sous condition de lubrification mixte à différentes pressions et vitesses de glissement. On a aussi évalué un bronze conventionnel pour palier (se conformant à SAE 660) sous des conditions identiques pour fin de comparaison.Le taux d'usure augmentait avec la vitesse et la pression. De plus, l'alliage à base de zinc démontrait une réponse supérieure à l'usure (i.e. un plus bas taux d'usure et moins de chaleur de friction) en comparaison avec le bronze, à toutes les vitesses d'évaluation sauf juste avant qu'il ne grippe (ce qui se produit à 7.0 MPa), à la vitesse de 4.60 m/s; la tendance s'inversait dans ce dernier cas. Le taux d'usure des spécimens était aussi en accord avec leur degré d'échauffement par friction, i.e. un plus haut taux d'usure correspondait à un échauffement plus important par friction et vice-versa. Le comportement d'usure des échantillons s'est amélioré considérablement dans la présente étude à cause de la présence de l'huile lubrifiante en comparaison avec l'étude en condition sèche.On a discuté du comportement d'usure des échantillons en termes de la nature et de la réponse de leurs divers micro constituants ainsi que des effets produits en variant la vitesse et la pression d'évaluation sous condition de lubrification mixte. Les caractéristiques des surfaces d'usures, des régions sous la surface ainsi que des débris de particules générés lors de l'évaluation des spécimens ont davantage établi le comportement observé d'usure des échantillons et étaient utiles pour comprendre les mécanismes d'usure en opération. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(1):127-141
AbstractA comparative study of the kinetics of discontinuous precipitation, coarsening and dissolution, diffusion induced grain boundary migration and grain growth has been carried out in Fe-Zn alloys. Except for cells of the discontinuous coarsening reaction, rates of migration of the cell boundaries of precipitation and dissolution and diffusion induced grain boundary migration (DIGM) rates lie within an order of magnitude of each other. The rate of cell boundary migration during discontinuous coarsening is two orders of magnitude smaller than those for the four transformation processes mentioned above. The kinetics (of minimum rate) of grain growth which occurs after long annealing times is comparable to the discontinuous precipitation and coarsening in the Fe-Zn alloy. The kinetics (of maximum rate) of grain growth, which corresponds to short annealing times, are comparable to the discontinuous dissolution and DIGM. The diffusivity values lie within an order of magnitude of the boundary diffusivity during grain growth when considered at the same temperature (extrapolated). Although the driving force differs by four orders of magnitude from as low as 0.08 Jmol?1 for grain growth to 1420 Jmol?1 for DIGM at 923 °K, the small difference in the diffusivity (kDbδ) predicts that the conduit for solute transport is the same for the above transformations.On a effectué une étude comparative de la cinétique de précipitation discontinue, de grossissement et de dissolution, de migration de joints de grain induite par diffusion (DIGM) et de croissance de grain, d'alliages de Fe-Zn. À l'exception des cellules de réaction de grossissement discontinu, le taux de migration des joints de cellules de précipitation, de dissolution ainsi que le taux de migration de joints de grain induite par diffusion se situent à un ordre de grandeur l'un de l'autre. Le taux de migration du joint de la cellule lors du grossissement discontinu est de deux ordres de grandeur plus petit que celui des quatre procédés de transformation mentionnés ci-dessus. La cinétique (taux minimum) de croissance de grain qui se produit après une longue durée de recuit est comparable à la précipitation discontinue et au grossissement de l'alliage Fe-Zn. La cinétique (taux maximum) de croissance de grain qui correspond à de courtes périodes de recuit est comparable à la dissolution discontinue et à “DIGM”. Les valeurs de diffusivité se situent à un ordre de grandeur de la diffusivité du joint lors de la croissance de grain lorsque considérée à la même température (extrapolée). Bien que la force directrice diffère par quatre ordres de grandeur, allant de 0.08 Jmol?1 pour la croissance de grain jusqu'à 1420 Jmol?1 à 923 °K pour “DGIM”, la petite différence de diffusivité (kDbδ) prédit que le conduit pour le transport de soluté est le même pour les transformations ci-dessus. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(3):385-395
AbstractIsothermal temperature transformation experiments on thin slices of a high hardenability Cr?Mo experimental rail steel show that a pearlitic hardness of Rc45 can be obtained by transforming at ~575°C. Transformation to pearlite of6?in. (l517mines;mm) long rail specimens was induced by inserting the cooling rail, at various temperatures, into different elevated temperature environments with the aim of achieving quasiisothermal transformation at ~575°C. Transformation temperature determines the hardness, strength and interlamellar spacing of the pearlite. The highest yield and ultimate tensile strengths of 1272 MPa and 1574 MPa respectively, with a corresponding hardness of Rc45 and an average pearlite interlamellar spacing of 695 A, are produced by recalescence between 556 and 574°C, i.e. over a transformation temperature range of 18°C. Preliminary experiments indicate that even narrower transformation temperature ranges may be achieved with a fluidized bath in place of a forced-air furnace. Relatively good fracture-toughness properties are exhibited at room temperature and ?50°C by the specimens. Anoteworthy feature is that toughness does not drastically decrease from room temperature to ?50°C. Résumé Des essais de transformation isotherme effectuées sur de minces plaques d'acier expérimental au Cr-Mo possedant une haute trempabilité et devant servir pour la fabrication de rails, ont montres qu'une microstructure perlitique d'une durete de 45 Rc peut être obtenue pour une transformation à 575°C. La transformation perlitique d'un echantillon de rail de 6 po. (151mm) de longueur a été realisee en introduisant une rail en cours de refroidissement á temperature variées, dans une enceinte chauffée à différentes températures dans le but d'obtenir une transformation quasiisotherme á 575°C. La température de transformation détermine la durete, la résistance et l'espacement interlamellaire de la perlite. La limite d'élasticité et la résistance à la rupture les plus élevées, respectivement 1272 MPa et 1574 MPa, avec une durete de 45 R c et un espacement interlamellaire moyen de 695Å, sont atteints par recalescence entre 556 et 5747°C, i.e.pour un intervalle de temperature de transformation de 18°C. Des essais préIiminaires ont indique que des intervalles de temperature de transformation plus étroits peuvent etre obtenus par l'utilisation d'unbain fluidise au lieu d'un four à convection. Les échantillons ont démontre des proprietes de tenacite et de resistance à la rupture relativement bonnes à l'ambiante et à ?50°C. Un aspect important est que la ténacite ne doute pas drastiquement de l'ambiante à ?50°C. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(5):377-385
AbstractThis paper is focused on several aspects of steel continuous casting, pursuing an aim to develop a general approach to technology optimization for securing internal quality of cast steel in small-section strand casting. The study was based on a computer simulation of steel solidification in a caster, utilizing experiment-based verification of computer modeling. Problems discussed include the computation of the shrinkagejcontraction of steel, and the development of optimized operation for the final electromagnetic stirring of melt, as well as the soft reduction of cast strand at the final stage of solidification. Development of optimal operational patterns for bloom casting of high-C steel at the China Steel Corporation exemplifies the approach discussed. © 2000 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved. Résumé Ce document touche plusieurs aspects de 1a coulée continue de l'acier, avec pour but de déve1opper une approche générale d'optimisation de la technologie. On veut ainsi s'assurer de la qualité interne de l'acier coulé par un appareil à ligne de petite section. L'étude etait basee sur la simulation par ordinateur de 1a solidification de l'acier d'un appareil de coulée, avec véreification, basée sur les expériences, de la modélisation par ordinateur. Les problèmes discutés incluent le calcul du rétrécissement/contraction de l'acier anisi que le développment de l'operation optimisée d'agitation électromagnétique finale du bain fondu et de réduction dounce da la ligne de coulée it l'étape finale de solidification. Le developpement de patrons operationnels optimaux du coulage de lingot d'acier à C élevé à la “China Steel Corporation”, fournit un exemple de l'approche discutée. © 2000 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(2):79-82
AbstractA study of the mechanical and magnetic hardening of the Alnicos has shown that two distinct mechanisms are at the origin of the two types of hardening.The considerable lag of the increase in coercive force with respect to that of hardness supports the hypothesis that single domain behaviour of a magnetic precipitate is the primary cause of the magnetic hardening in this alloy.The mechanical hardening on the other hand can be accounted for semiquantitatively by Cahn's evaluation of the stresses induced by spinodal decomposition. Résumé Une étude des cinétiques de durcissements structural et magnétique des Alnicos a permis de distinguer deux causes de ces durcissements.Le retard considérable qu'accuse l'augmentation de la force coercitive par rapport à celui de la durete apporte une evidence supplementaire quant à la validité de l'hypothèse d'un comportement en monodomaines d'un précipité ferromagnétique comme étant la principale cause du durcissement magnétique dans cet alliage.Quant au durcissement structural, it semble qu'il soit semiquantitativement conforme àla théorie de Cahn sur le durcissement causé par une décomposition spinodale. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(5):429-440
AbstractThe formation of scale under sulphuric acid pressure leaching conditions of a limonitic laterite ore was investigated. Experiments were conducted using a batch titanium autoclave in order to study the effects of acidity (0.15–0.40 M), and temperature (250–270°C) on scale formation. It was found that scale increases with acidity reaching a maximum at 0.22 M free sulphuric acid. Further increase of acidity causes reduction of scale, but scale is not affected by temperature. The scale mainly consists of hematite with traces of hydronium alunite as revealed by SEM photographs and EDX analyses. Anionic surfactants were tested as a means of scale reduction with some success. A reduction of 37% in scale formation was achieved at an acidity of 0.22 M and 270°C. Résumé On a étudié la formation d'incrustations d'un minerai de latérite limonitique, en conditions de lessivage so us pression avec acide sulfurique. On a fait les essais avec un autoclave discontinu en titane, afin d'étudier les effets de l'acidité (0.15–0.40 M) et de la température (250–270°C) sur la formation d'incrustations. On a trouvé que les incrustations augmentent avec l'acidité, atteignant un maximum à une concentration de 0.22 M d'acide sulfurique libre. Une augmentation additionnelle de l'acidité réduit les incrustations, mais celles-ci ne sont pas affectées par la température. Les incrustations consistent principalement en hematite avec traces d'alunite d'hydronium, tel que révélé par des photographies par microscope à balayage et par analyses EDX. On a évalué des surfactants anioniques comme moyen de réduction des incrustations, avec quelque succès. On a obtenu une réduction de 37% de formation d'incrustations a une acidite de 0.22 M et à 270°C. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(2):257-269
AbstractThe technology transfer activities of the Canada Centre for Mineral and Energy Technology (CANMET) are described with special reference to the Canadian foundry industry. The significance of this industry in Canada is discussed and contrasted to the size and diversity of its member firms. The characteristics of the industry have resulted in the existence of technological barriers to efficient and productive foundry operations. CANMET, through the activities of PMRL, the Physical Metallurgy Research Laboratories, provides assistance to the industry by the acquisition, development and transfer of foundry technology. To ensure effective communication of this technology to the industry, CANMET has supplemented conventional technology transfer techniques with the use of microcomputers. Examples are provided of CANMET technical software created to transfer technology to Canadian foundries using cupola furnaces. These examples show that sophisticated and extensive technical information can be transferred easily to persons having neither a strong technical background nor the ability to program a computer. It is concluded that microcomputers supported by appropriate technical software offer a highly effective medium for the transfer of technology from CANMET to the Canadian foundry industry. Résumé Le transfert des acquis technologiques dè CAMNET est décrit ici en relation plus particulière avec le secteur des fonderies canadiennes. La place qu'occupe ce secteur industriel au Canada y est discutée en tenant compte de la diversité et de l'importance relative des compagnies participantes. Des industries affichent certaines caractéristiques communes qui sont liées a l'existence de barrières technologiques concernant l'efficacité et la production. CANMET par l'entremise des laboratoires de recherche en métallurgie physique (LRMP) assiste ce secteur industriel par l'acquisition, le développement et le transfert de technologie liée aux fonderies. Afin d'assurer une communication efficace de cette technologie à l'industrie, CANMET améliore et complète les méthodes conventionnelles de transfert de technologie par l'utilisation de micro-ordinateurs. Comme exemple, mentionnons des programmes d'ordinateur mis au point par CANMET concernant la technologie liée aux fonderies canadiennes qui utilisent des cubilots. Ceci permet avec plus de facilité de communiquer des informations de haute technologie à un personnel qui possède surtout une solide expérience pratique plutôt que la compétence pour programmer un ordinateur. En conclusion il apparaît que l'usage de micro-ordinateurs avec des programmes techniques pertinents offre un moyen efficace de communiquer de la technologie de pointe au secteur des fonderies de l'industrie canadienne. 相似文献
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《Canadian Metallurgical Quarterly》2013,52(1):99-104
AbstractWith the ionic microanalyser it is possible to obtain, with a resolution better than a micron, an image of the distribution of elements present in a metallic matrix.The contrast on the image results primarily from the local difference in concentration; however, other effects related to the variation in the efficiency of the pulverisation with orientation as well as to the modification of the electronic environment can be observed. Local variations in contrast related to the nature of the chemical bonds can also be observed. In this latter case, oxygen plays an important role, so that an element in a homogeneous solid solution, even in slight concentrations, can appear reinforced at the sites at which it is bond with oxygen.The study of the contrast obtained provided new experimental data on the mechanisms of the grain boundary diffusion of oxygen during the low temperature oxidation of zironium and during the internal oxidation of Cu-Be. Résumé A l'aide du microanalyseur ionique il est possible d'obtenir - avec une résolution meilleure que le micron - une image de la répartition des éléments présents dans une matrice métallique.Le contraste observé sur l'image provient en premier lieu de la différence locale de concentration, toutefois d'autres effets liés à la variation du rendement de pulvérisation avec l'orientation ainsi qu'à la modification de l'environnement électronique peuvent être observés. De plus, on peut remarquer localement des variations de contraste induites par la nature des liaisons chimiques. Dans ce cas précis, l'oxygènejoue un rôle fondamental: Ainsi un élément en solution solide homogène - même en faible quantité - peut paraître renforcé aux endroits où il se trouve lié à l'oxygène.L'étude par densitométrie des images obtenues nous a pennis d'apporter des données expérimentales nouvelles sur les mécanismes de diffusion intergranulaire de l'oxygène, soit lors de l'oxydation à basse température du zirconium, ou lors de l'oxydation interne du Cu-Be. 相似文献