X射线荧光光谱法测定铬、钒、钛共存的钛合金中12种元素

采用X射线荧光光谱分析钛合金时, 由于共存元素之间存在严重谱线干扰和基体效应, 使元素含量与谱线强度之间相关性差, 影响测定结果的准确度和精密度, 尤其是铬、钒、钛 3元素共存的钛合金是X射线荧光光谱检测遇到的难题。试验通过利用多套钛合金标准样品制作校准曲线, 选择适合谱线和测试条件, 校正谱线重叠干扰和基体效应的方法有效地解决钛合金中共存元素的干扰, 其中谱线重叠干扰通过测量计算钛元素Kβ线对钒元素Kα线的重叠系数, 钒元素Kβ线对铬元素Kα线的重叠系数来解决。方法已用于钛合金样品中钼、锡、锆、钒、铝、锰、铁、铬、钨、镍、铜、硅共12个主次元素含量的测定, 测定值与化学法测定值相符, 各元素测定结果的相对标准偏差(RSD, n=10)均小于1.0%。方法可供航空用α、β、α+β 3类钛合金中主次元素的检测。     

Wetting and Contact Interaction in Systems Formed by Nitrides of Group IV Transition Metals with Chromium-Nickel Alloy

Wetting and contact interaction have been examined for the nitrides TiN_0.98 and ZrN_0.87 in contact with chromium -nickel alloys of various compositions at 1500-1900°C in purified argon at an excess pressure of 0.35·10⁵ Pa; the methods used have been sessile drop, microstructure, x-ray diffraction, electron-probe microanalysis, and hardness measurement. Wetting is accompanied by interaction of the liquid and substrate with the release from the nitrides of nitrogen and also by the dissolution of Ni and Cr in the nitrides, which increases the lattice constants and raises the microhardness, while leading to the formation of intermetallides and solid solutions.     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛及钛合金中铬和铜

铬、铜含量影响钛及钛合金组织结构和性能,须对其准确测定。采用硫酸-硝酸溶样体系溶解样品,选择Cr 267.716nm、Cu 327.393nm为分析线并采用两点校正法扣除背景,使用钛基体匹配的方法绘制校准曲线,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钛及钛合金中铬和铜。方法中各元素校准曲线线性良好,相关系数均大于0.999;检出限为0.04~6.0μg/g。按照实验方法测定3个钛及钛合金样品中铬和铜,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)小于5%。按照实验方法测定5个钛合金标准物质中铬和铜,测定结果与认定值相吻合,分析误差在实验室允许的误差范围内。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛及钛合金中铬和铜

铬、铜含量影响钛及钛合金组织结构和性能,须对其准确测定。采用硫酸-硝酸溶样体系溶解样品,选择Cr 267.716nm、Cu 327.393nm为分析线并采用两点校正法扣除背景,使用钛基体匹配的方法绘制校准曲线,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钛及钛合金中铬和铜。方法中各元素校准曲线线性良好,相关系数均大于0.999;检出限为0.04~6.0μg/g。按照实验方法测定3个钛及钛合金样品中铬和铜,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)小于5%。按照实验方法测定5个钛合金标准物质中铬和铜,测定结果与认定值相吻合,分析误差在实验室允许的误差范围内。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定二硼化钛增强铸铝复合材料中钛硼硅镁锌铁

采用氢氧化钠溶解样品,硝酸酸化,电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定二硼化钛增强铸铝复合材料中钛、硼、硅、镁、锌、铁。分别采用逐级稀释法、标准溶液系列使用基体匹配和无基体匹配这两种方法,考查铝的基体效应。结果表明,样品质量浓度在50～500 μg/mL范围内,铝基体对测定基本无影响。仪器选定的实验条件下,以无基体匹配的标准溶液系列绘制校准曲线,待测元素的线性方程相关系数均大于0.999 6。方法中各元素的检出限在0.000 9%～0.010%之间。将方法应用于TiB₂/AlSi复合材料实际样品中钛、硼、硅、镁、锌、铁的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)均小于3%,回收率在94%～113%之间;按照实验方法测定两个铸铝标准样品中硅、镁、锌和铁,测定值与认定值一致。     

低成本高性能粉末冶金钛合金

粉末冶金是短流程制备低成本、高性能钛及钛合金的有效方法。低成本氢化脱氢（HDH）钛粉可用于制备粉末冶金钛合金制件,但由于受间隙原子含量高、烧结致密度低和微观组织粗大等因素影响,使粉末冶金钛制品的组织性能优势得不到发挥。实验采用氢化脱氢钛粉—冷等静压—真空烧结的技术路线制备了Ti-6Al-4V烧结坯,间隙原子含量低（O<0.16 wt.%, N<0.05 wt.%, H<0.015 wt.%）,具有均匀细小的近等轴?组织,良好的室温拉伸性能（UTS>930 MPa, YS>870 MPa, El>14%）。实验同时表明了HDH工艺制备低间隙原子含量钛粉的可行性,间隙原子含量的增加主要源于粉末及压坯的操作、转移和储存过程。得益于粉末冶金钛合金的细晶和近终成形特点,它无需通过开坯锻造,并且近成型的烧结坯能够提高材料利用率,减少后续热加工变形量及加工道次。因此,以粉末钛合金烧结坯替代锻坯进行后续的塑性加工能够大幅度降低钛合金构件及型材的成本。     

钛及钛合金金属粉末注射成形技术的研究进展

钛及钛合金兼具低比重、高比强度、优异的生物相容性和良好的耐腐蚀性,在航空航天、生物医疗、化工、汽车等领域有极大的应用潜力。钛及钛合金金属粉末注射成形技术(metal injection molding,MIM)能够实现中小型复杂形状钛产品的大批量、低成本制备,对于推动钛及钛合金产品的生产及应用具有重要意义。本文介绍了金属粉末注射成形钛及钛合金的特点及优势,从粉末原料、黏结剂体系、粉末注射成形、脱黏和烧结等方面综述了钛及钛合金金属粉末注射成形技术的研究进展,并针对目前存在的主要问题,分析了金属粉末注射成形钛及钛合金的研究方向及发展前景。     

高温钛合金和颗粒增强钛基复合材料的研究和发展

简要回顾了高温钛合金的研究和发展历程,指出现代高温钛合金进一步发展需要解决的主要难题.综述了颗粒增强钛基复合材料的研究现状,从基体的选择、增强相的选择和制备工艺等3个方面,较详细地阐述了颗粒增强钛基复合材料设计中的基本任务.最后对今后的发展趋势进行了展望.     

Wettability and interfacial behaviour of NdF3-LiF-Nd2O3 on TiB2-based ceramics

Wettability of TiB2-based ceramics by NdF3-LiF-Nd2O3 melt was studied using sessile drop technique in this paper. Wetting ex-periment was carried out under inert atmosphere at 1050 ℃. Chemical reactions which occurred on the solid-liquid interface and solid-gas interface during wetting process were discussed by thermodynamic calculations combined with X-ray diffraction (XRD) patterns. Micromorphoiogy and element distribution of fracture surface at the interfacial region of solid/liquid system were analyzed by scanning elec-tron microscope (SEM) equipped with energy dispersive spectrometry (EDS). Contact angles of the drop were determined as a function of time in order to describe the wetting process, and wetting phenomenon was interpreted fi'om a viewpoint of interface structure. The results showed that wetting was a dynamic wetting process with characteristics of reactive wetting. Penetration and oxidization phenomena during the experiment had great effect on wetting process.     

红格含铬钒钛磁铁矿球团矿物学和等温氧化动力学

研究了红格钒钛磁铁矿(HCVTM)球团等温氧化动力学及其矿物学特征. 在不同的温度(1073~1373 K)和不同的时间(10~60 min)范围内,对HCVTM球团矿进行了等温氧化动力学实验. 首先分析了球团在不同温度和时间下的微观结构和矿物组成规律. 然后根据定义的氧化率,计算和分析了氧化率及其变化规律,以及矿相结构对氧化率的影响. 最后结合缩核模型、修正的氧化率函数和阿伦尼乌斯公式,计算了反应速度常数、修正系数和反应活化能,并判断了反应限制性环节. 研究表明:随温度的提高,低熔点液相增加,赤铁矿晶粒的生成、长大和再结晶,形成连续的黏结相,空隙数量减少. 随时间的增加,生成的液相促进了赤铁矿晶粒间的黏结和长大,但是晶粒间硅酸盐相和钙钛矿类物相恶化了球团结构. 同时,钙钛矿和铁板钛矿相生成. HCVTM球团矿空隙数量的减少和黏结相的生成,表现在氧化速率随时间增加而减慢. HCVTM球团氧化反应主要受扩散控制,球团氧化前期的反应活化能为13.74 kJ·mol^-1,氧化后期的活化能为3.58 kJ·mol^-1,氧化率函数的修正参数u₂=0.03.     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定铬铁中铬硅磷钛

采用传统湿法测定铬铁中主次元素含量时操作繁琐、不易掌握;熔融制样-X射线荧光光谱法测定高碳铬铁中铬、硅和磷的含量已有应用。为拓宽X射线荧光光谱(XRF)检测铬铁的应用,采用四硼酸锂熔剂挂壁打底保护铂合金坩埚,以四硼酸锂和碳酸锂做熔剂,用过氧化钡和硝酸钠做氧化剂对样品进行处理,实现了X射线荧光光谱对铬铁中铬、硅、磷、钛的测定。先在高频熔融炉中对样品进行预氧化,经过预氧化处理将样品中的单质元素转化成氧化物,避免高温状态下单质元素与铂形成低温共熔体而腐蚀损坏铂金坩埚,解决了熔融法处理铬铁试样时容易腐蚀坩埚的难点。在最佳实验条件下,采用高碳、中碳、低碳铬铁标准样品和用高纯铁粉和铬铁标样配制的合成标样建立相关校准曲线,铬、硅、磷和钛校准曲线的相关系数均大于0.993。对高碳铬铁标准样品进行精密度考察,4种元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.068%～3.9%范围内。对铬铁标准样品进行分析,测定值与认定值相吻合。采用实验方法对铬铁样品中各元素进行测定,所得结果和湿法测得值一致性较好。
     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定高碳铬铁中铬硅磷钛

熔融制样-X射线荧光光谱法测定高碳铬铁的关键点在于玻璃片的制备,需保证样品熔解完全和避免浸蚀铂黄坩埚。实验无需额外制备熔剂坩埚,采用适当比例的四硼酸锂和氧化硼铺底,样品与氢氧化锂、氧化硼、硝酸锶氧化剂混匀,再覆盖以四硼酸锂,通过设置合适的熔融程序,可得到满足分析要求的均质玻璃片。选取4个高碳铬铁标准样品、7个根据标准方法GB/T 4699定值的高碳铬铁样品、2个由高纯铁和高碳铬铁按照一定质量比混合配制的合成高碳铬铁样品共13个样品绘制校准曲线,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定高碳铬铁中铬、硅、磷、钛的方法。方法线性相关系数均大于0.996。将实验方法应用于高碳铬铁标准样品和实际样品分析,结果表明:对于标准样品,实验方法测定值和标准值基本一致;对于实际样品,实验方法测得结果的相对标准偏差(RSD,n=5)为0.15%～3.4%,测定值和标准方法GB/T 4699基本一致。     

莫桑比克某重砂矿选冶流程样品中钛和铬的联合测定

采用硫酸高铁铵滴定法测定钛时,铬的存在会干扰测定。莫桑比克某重砂矿选冶流程样品中含有铬,在采用硫酸高铁铵滴定法测定钛时,需先分离铬。实验以过氧化钠碱熔处理样品,而后将冷却后的坩埚放入盛有100~150mL水的300mL烧杯中,将烧杯置于高温电炉上煮沸5~8min以溶解熔融物并除尽过氧化氢,此时钛以氢氧化钛形式存在于沉淀中,铬以铬酸根形式存在于溶液中。经过滤分离后,铬存在于滤液中,后续以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,采用硫酸亚铁铵滴定法进行测定;钛存在于滤纸上的沉淀中,先依次用热盐酸(1+1)和水洗入锥形瓶中,而后以硫氰酸钾为指示剂,采用硫酸高铁铵滴定法进行测定。对铬干扰钛测定的机理进行了研究和讨论,分析认为可能是因为在钛的测定过程中生成了二价铬,从而消耗了硫酸高铁铵标准溶液进而影响了对钛的测定。将实验方法用于标准样品及1组焙烧磁选后的精矿(6-6-1精)和尾矿(6-6-1尾)中二氧化钛和三氧化二铬的测定,二氧化钛测定值与认定值相符,相对标准偏差(RSD,n=7)为0.082%~0.81%;三氧化二铬测定值与认定值及无过滤分离步骤的硫酸亚铁铵滴定法测定值均相符,相对标准偏差(n=7)为0.25%~1.79%。     

Effects of chromium sources on the microstructure and properties of TiC-steel composites

The composites of low alloy steel reinforced with TiC particles (36?wt-%) were prepared by conventional powder metallurgy process in this paper. The chromium in the steel matrix was provided by pure chromium powder (PCP), low carbon ferrochrome powder, medium carbon ferrochrome powder (MCFP) and high carbon ferrochrome powder. The SEM was used to observe the particle morphology and microstructure. Density, hardness and transverse rupture strength (TRS) of the samples were tested. The results show that the composite prepared with the PCP as a chromium source has low hardness and TRS and the composites prepared with different ferrochrome powders have higher hardness and TRS. The microstructures of the samples prepared with different chromium sources have some differences and provide the differences in mechanical properties and fracture morphology. The sample prepared with the MCFP as chromium source has the highest comprehensive performance after tempering: hardness 70 HRC and TRS 1752?MPa.     

液态800环氧树脂基材料与铜基材料的接触角

为了实现对自由状态下液态封装材料固化行为的控制,必须首先测定和分析封装材料与铜基板材料的接触角.该文作者采用静滴法测量373～423 K温度范围内液态800环氧树脂基材料与铜基板的接触角,分析封装材料中树脂含量(质量分数)、前期固化时间及后期固化温度对接触角变化的影响.结果表明:随着环氧树脂含量增加,初始接触角和平衡接触角均有减小的趋势,环氧树脂经过前期固化后对温度变化的敏感性更大;前期固化可使接触角达到平衡的时间缩短:提高后期固化温度,可以减弱因未经前期固化而对接触角产生的影响;提高后期固化温度,还可使固化反应的速度加快,达到平衡的时间缩短.     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定V-4Cr-4Ti合金中铬和钛

作为核反应堆材料的钒铬钛合金要求严格控制成分符合V-(3%~5%)Cr-(3%～5%)Ti的比例关系,通常采用滴定法逐一测定合金组分铬、钛含量,操作繁杂周期较长。使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定V-4Cr-4Ti合金中铬和钛,满足快速高效同时测定钒铬钛合金中铬和钛的需要。重点研究了在钒铬钛三元合金共存体系下基体元素钒以及铬、钛相互之间的光谱干扰和基体效应,完成了对铬、钛的20余条主要谱线的光谱干扰试验和分析,最终优选了灵敏度适宜、未受共存组分光谱重叠干扰的铬、钛分析谱线;实验表明钒基体效应和连续背景叠加对测定产生正干扰,方法采用基体匹配和同步背景校正消除其影响。方法优化了仪器工作条件以及各分析谱线的积分区域、背景校正区域等检测条件。验证实验表明:铬和钛的检测范围为2.50%~6.00%,校准曲线线性相关系数大于0.9992。按照实验方法测定两个V-4Cr-4Ti合金样品中铬和钛,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)小于0.70%;加标回收率为98%~102%;按照实验方法测定4个钒铬钛合金样品中铬、钛,与标准方法GB/T 4698.10—1996和YS/T 514.1—2009采用氧化还原滴定法分别测定铬和钛的测定值相吻合。     

汽车用粉末冶金钛合金零件的开发与应用

粉末冶金钛合金具有优良的综合性能,逐步在汽车工业中得到了广泛的应用。简要介绍了 粉末冶金钛合金在汽车零部件中的应用,并对其发展前途加以展望。     

Effect of the nickel-chromium binder on the densification kinetics of chromium carbide-titanium nitride cermets in hot pressing

The paper studies the densification kinetics in hot pressing of mixtures with equimass content (50 ∶ 50) of Cr₃C₂ and TiN without a binder at 1350, 1470, and 1800°C under 16.2, 21.6, and 35.7 MPa, a mixture of Cr₃C₂-50 wt.% TiN with 5 wt.% of the Ni-Cr binder at 1300, 1350, and 1370°C under 5 and 10 MPa, and a mixture of Cr₃C₂-50 wt.% TiN with 20 wt.% of the Ni-Cr binder at 1180, 1220, and 1270 °C under 5 and 10 MPa with isothermal holding for up to 25 min. The behavior of materials in hot pressing is analyzed using the viscous flow theory for porous body. It is shown that the compaction of an alloy without a binder and with the Ni-Cr binder in hot pressing is described by a generalized equation of volume viscous flow of a porous body. It is controlled by non-linear creep with an effective activation energy of 3.2 eV in materials without a binder and by a viscous flow in alloys with a metal binder. The structure and mechanical properties of the materials obtained are studied. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 46, No. 5–6 (455), pp. 29–37, 2007.     

硫酸高铁铵滴定法测定制备金属钛的电解质熔盐中Ti2+和Ti3+

利用TaσakoBa（硫酸高铁铵滴定法）的基本原理,在CO₂保护气氛下,分两步测定出金属钛电解质中的Ti²⁺、Ti³⁺,以及低价钛的合量（Ti²⁺+ Ti³⁺）。文中采用HCl-HF溶解试样,用H⁺氧化Ti²⁺为Ti³⁺,用硫酸高铁铵氧化Ti²⁺和Ti³⁺为Ti⁴⁺,用三氯化钛标准滴定溶液滴定过量的Fe³⁺。文中对影响测定结果的关键因素,如硫酸高铁铵加入量、反应酸、标准滴定溶液、氧气干扰等进行了试验,确定最佳反应条件。在优化的条件下,测定了两个金属钛电解质中的低价钛,结果的相对标准偏差（RSD,n=8）均小于10%。纯物质Ti₂O₃和TiO的加标回收率在97%以上,满足分析要求。     

低铬和中铬含钛铁素体不锈钢高温氧化行为

通过对低铬（409L）和中铬（439）含钛铁素体不锈钢在900 ℃下空气中开展恒温氧化试验,获得了两种钢的氧化动力学曲线,并结合EPMA、SEM和XRD等方法对氧化皮的结构进行了分析。结果表明,409L和439氧化动力学曲线均遵从抛物线规律,但409L抛物线速度常数远高于439;409L氧化80 h后氧化层结构由外侧Fe2O3和内侧(Fe,Cr,Mn)3O4复合尖晶石组成;439氧化80 h后氧化层外侧则由Cr2O3和(Cr,Mn)3O4尖晶石组成,内侧为一层SiO2,基体内还伴有钛的内氧化;较高的铬含量能保证TiO2内氧化颗粒稳定存在,而TiO2内氧化颗粒阻止离子迁移,显著降低氧化速度。