高钛低铝高温合金电渣重熔钛烧损的研究

本文研究了GH132和GH136合金电渣重熔过程钛烧损的某些机理,发现渣中TiO_2浓度较高时,(TiO_2)是[Ti]烧损的主要氧化剂。与[Ti]相平衡的渣中钛的低价氧化物主要是Ti_3O_5,决定[Ti]烧损速率的主要因素是Ti~(4 )在钢/渣界面层的传质速度,该传质速度随着渣中TiO_2浓度的增加而增大。降低Ti~(3 )向渣/气界面的扩散速度是减少[Ti]烧损的关键环节。实验研究了CaF_2-Al_2O_3-TiO_2渣系中Ti~(4 )在电极/熔渣和金属熔池/溶渣界面1700±10℃时的传质系数与渣中TiO_2含量之关系;测定了Ti~(3 )向渣/气界面(温度为1500℃)的传质系数为2.2×10~(-1)厘米/移。     

高镁、钙的高钛渣的相组成

本文对高镁、钙高钛渣的渣相进行了研究,查明有5个相。发现了高钙、镁富集区结晶相它是化合物2CaO·TiO_2。玻璃相中富集MgO。黑钛石固溶体含MgO很低,其量只占渣中MgO总量的11.65％。该固溶体中MgTi_2O_5/Ti_2O_5的分子比为1:24。导出了渣中黑钛石的分子式为 0.15[(Mg_(0.27)Ti_(0.73))O·2TiO_2]·0.85[Ti_2O_3·TiO_2]     

电渣重熔渣系的热导率测定

本文应用非稳态热线法测定了电渣重熔用高氟二元渣(ANF-6)、低氟四元渣(20CaF_2-50Al_2O_3-20CaO-10MgO)、无氟三元渣(48CaO-48Al_2O_3-4MgO)在600℃和1000℃时的热导率。结果表明,上述三种渣系热导率随温度升高而增加,在600℃时,上述三种渣系的热导率分别为1.191,0.818,0.710W/m·K;在1000℃时,分别为1.483,0.981,0.804W/m·K。在同一温度下,渣系的热导率随渣中CaF_2含量减少及CaO、Al_2O_3含量增加而降低。     

关于渣中氢溶解度的研究

本文研究了CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO渣系中氢的溶解度,得出渣中CaO/SiO_2、MgO、Al_2O_3及附加成分TiO_2、Cr_2O_4Na_2O、BaO以及温度对氢在该渣系中溶解度的影响。     

电渣重熔用CaO-Al_2O_3-SiO_2三元无氟渣系的研究

根据电渣重熔工艺要求和渣相平衡的特点,提出电渣重熔用渣化学组成的设计原则。据此原则,研究了CaO-Al_2O_3-SiO_2,三元系中8个共晶组成和二个同分化合物的性质,测定了其电导率和导热系数。根据其性质和电渣重熔实验,从中选出了两个适于电渣重熔用无氟渣系,其共晶组成(wt％):49.5％CaO-43.7％Al_2O_3-6.8％SiO_2和52.0％CaO-41.2％Al_2O_3-6.8％SiO_2。工业实验表明,其冶金性能与ANF-6渣相当,而电耗可降低30％,从根本上消除了氟化物对环境的污染。     

利用合成渣对钢水脱氮的研究

试验研究了CaO-TiO_2-Al_2O_3,CaO-Al_2O_3-SiO_2 及CaO-B_2O_3-SiO_2渣系中TiO_2,Al_2O_3。及B_2O_3 含量对钢水脱氮率的影响。在三个渣系中,随着 TiO_2,Al_2O_3 及B_2O_3 含量的变化,脱氮率有一最大值,其脱氮率可达 55％—65％。钢和渣中氧位愈低,脱氮率愈高。增加渣中碳、铅及钢中铝的含量,可以提高合成渣脱氮效果。     

用水冷管热流法测定固态电渣导热系数

提出了改进前人所提出的测定含CaF_2固态渣导热系数的方法,通过测定有渣壳和无渣壳的铜-氧化铝水冷套管中热流值,即可求出渣壳的导热系数,测定了ANF—6(70％CaF_2—30％Al_2O_3)与L_4(15％CaF_2—50％Al_2O_3—30％CaO—5％MgO)渣的导热系数,其温度范围分别为637～1273℃及760～1188℃,其导热系数均随温度升高而增大,并求出了两种渣导热系数与温度的关系式,在1000℃下L_4渣的导热系数较ANF-6渣少50％,此法简便可靠。     

湖南益阳发现玄武岩质科马提岩

湖南益阳市南西变基性火山岩系中有两层熔岩呈岩流产出,具典型水下喷溢的枕状构造,处于元古界冷家溪群(Ptln)和板溪群(Ptbn)基性—中性—中酸性巨厚火山—沉积旋回底部,下伏深海浊积岩系。该岩流的岩石化学特征与南非巴伯顿、苏联东欧(科拉半岛、库尔茨克)等地玄武岩质科马提岩极为近似,其平均值:SiO_2 50.69％,TiO_2 0.53％,MgO11.08％,Na_2O 1.39％,K_2O 0.3％,P_2O_5 0.067％;Cr、Ni、Au含量高。在Al_2O_3—FeO~*/(FeO~*+MgO)、TiO_2—SiO_2、TiO_2—MgO、MgO—CaO—Al_2O_3等科马提岩判别     

GH36A合金电渣重熔Mg含量的控制

本文根据文献热力学数据,导出了反应; [Mg]％_(F~0)+[O]％=MgO_((s))的标准自由能变化ΔG°=-505009+145.03T,J.mol~(-1)(1780≤T≤2000°k)进而用热力学分析了GH36合金在含MgO或MgF_2渣系中电渣重熔合金中Si、Mn等成分对产生或保持合金中含有≥0.0020Wt％Mg的不可能性,提出了含Mg的GH36A合金电渣重熔时自耗电极中含有少量Al的必要性。研究了原始Al含量([Al]_0)、原始Mg含量([Mg]_0)以及熔渣成分对锭中Mg含量[Mg]的影响。当渣池温度为1690±10℃,0.32≤[Al]_0≤0.62Wt％,0.0035≤[Mg]_0≤0.0140Wt％,熔渣成分为0.10≤N_(MgO)≤0.30,0.05≤N_(Al_2O_3)≤0.21,N_(CaO)≤0.15范围,建立了GH36A合金电渣重熔控制[Mg]的关系式。 研究发现,含有适量的Mg、Al的GH36A合金可大幅度地提高合金在650℃,372.65×10~6Pa的缺口、光滑持久寿命,消除合金缺口敏感性。     

液态La_2O_3-CaF_2和La_2O_3-CaF_2-CaO-Si渣中La_2O_3的活度

用石墨为还原剂,将渣中La_2O_3还原人液态锡,以测定1500℃下La_2O_3—CaF_2和La_2O_3—CaF_2—CaO—SiO_2渣中La_2O_3的活度。对La_2O_3—CaF_2系,并用Gibbs—Duhem积分法求得CaF_2的活度。此外,在三个不同温度(1600,1550,1500℃)下,将固态La_2O_3用石墨还原人液态锡,以求得La在锡稀溶液中的活度系数。 根据液态渣的离子结构模型,对上述二渣系中La_2O_3的活度数据进行了简单的讨论。     

电渣重熔连续定向凝固FGH96合金非金属夹杂物研究

本文通过真空感应熔炼＋惰性气氛保护电渣重熔连续定向凝固制备FGH96合金,对FGH96合金中的非金属夹杂物进行对比研究。结果表明,活泼元素Al、Ti、Zr、Ce、B等有轻微的烧损,主要元素含量都在合金要求的范围之内,氧含量略有降低,达到了真空熔炼的水平,氮含量有较大幅度的降低,主要存在两种类型的夹杂物,呈球形的夹杂物是Al、Ti、Mg的复合氧化物和TiN。图像统计分析结果表明,和传统电渣重熔相比,电渣重熔连续定向凝固工艺重熔后FGH96合金中的非金属夹杂物面积百分比、100个视场中的夹杂物个数降低了50%以上,夹杂物的最大尺寸由16μm降低到5.5μm,这主要是与熔池的形状、深度和结晶方式有较大关系,传统电渣重熔过程中金属熔池的形状是V字形,深度约占铸锭直径的50%左右,而电渣重熔连续定向凝固过程中形成的熔池呈扁平状,深度占直径10-20%。     

Inconel718合金高温氧化行为

为探究电渣重熔冶炼Inconel718合金过程中电极氧化机理,研究了Inconel718合金在1 150℃下的高温氧化行为。结果表明,在1 150℃下,Inconel718合金氧化动力学曲线遵循线性关系。在高温氧化期间,Cr和Ni等合金元素会快速氧化形成富Ni和Fe及Cr的Cr_2O_3、Fe_2O_3、3Cr_2O_3·Fe_2O_3和含Ni的尖晶石Cr_2O_3·NiO。随着氧化时间的增加,Ti元素发生氧化形成TiO_2,Ti元素向外扩散的同时在氧化层间形成孔隙,加速氧元素向基体内部扩散,进而加速了其他合金元素的氧化。     

含氧化钛高炉渣的碱度计算

根据两个熔渣碱度相等时氧化钙的活度也相等的概念,用测定TiO_2-CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO渣系活度的方法,确定了含氧化钛渣系的碱度。此碱度可用下式计算:     

82B硬线钢精炼渣和夹杂物研究

从A12O3活度和夹杂物成分两方面来研究精炼渣对夹杂物的影响．采用Factsage软件对CaO—A1203-SiO3-MgO（8％）-CaF2（8％）炉渣中A1203,活度进行了计算,并研究了碱度和（MgO）含量对A12O3度的影响．当炉渣碱度从1．0增加到2．0时,炉渣中A1203活度随着炉渣碱度的增加而降低;当炉渣碱度从2．0增加到3．8时,A1203活度变化幅度很小;（MgO）质量分数分别为5％和8％的渣,A1203活度差距较小;在碱度高的炉渣中[A1]。容易被从炉渣还原到钢水中．在使用高碱度精炼渣的盘条中发现许多含有MgO的硬性夹杂物,并对此进行了分析,最后得出最适宜的炉渣碱度为2．5—3．0．     

低气压等离子喷涂TiO_2涂层的电学性能研究

本文利用改变低气压等离子喷涂(LPPS)TiO_2时工艺参数的方法,发现了TiO_2涂层还具有优良的电学性能。得出涂层的电导率与喷涂过程中TiO_2的氧分解量成比例增加,但涂层中的Ti_2O_3含量对电导率影响较大。涂层的光电流-电位特性依赖于涂层结构,当金红石形TiO_2涂层中含有适量的Ti_3O_5和Magneli相时,表现出最佳光电流-电位特性,并与光强度成正比例关系,若涂层全部由金红石形TiO_2或Ti_2O_3,Ti_3O_5和Magneli组成时,光电流-电位特性消失。     

SiO_2-B_2O_3二元系熔渣中组元的活度

以铜作为熔剂,石墨作为还原剂,用“渣-金”化学平衡法,在1500℃和1550℃下测定了SiO_2-B_2O_3二元熔渣中SiO_2的活度,并采用Gibbs-Duhem积分法求得了该二元熔渣中B_2O_3的活度。此外,通过“渣-金”平衡实验,得到了Cu-Si合金中Si的活度和活度系数。     

TiO_2含量对低镁含锰渣的流动性和热力学性质的影响

为探究钛矿护炉和锰矿洗炉条件下TiO_2对炉渣流动性和热力学性质的影响机理,本文通过黏度实验和FactSage热力学软件计算,分析了不同TiO_2含量低镁含锰渣的黏度和熔化温度、热焓及活度等热力学性质变化。结果表明,随着TiO_2含量的增加,炉渣黏度、熔化性温度和完全熔化温度降低,炉渣的流动性和热稳定性改善。炉渣热焓和液相中的TiO_2活度随TiO_2含量的增加而增大,而热焓的增大将增加高炉的热量消耗和燃料比。在冷却结晶过程中,TiO_2含量的增加有利于增大钙长石、钙钛矿和橄榄石等物相的析出量,而黄长石和硅灰石的析出量则随TiO_2含量的增加而降低。     

组成变化对Al_2TiO_5-Al_2O_3系材料性能的影响

作者研究了组成变化对Al_2TiO_5-Al_2O_3系材料性能的影响。结果表明:Al_2TiO_5在10—70％范围内,随着Al_2TiO_5含量的增加:①常温抗折强度下降;②高温(1400℃)抗折强度上升;③Al_2TiO_5〈50％,抗蠕变性下降,Al_2TiO_5〉50％,反之;④抗热震性提高。     

H_2Ti_2O_5·H_2O纳米管的制备、热分解及其形成机理的研究

通过水热合成法制备了钛纳米管(Titanium Nanotubes,TNTs),采用扫描电子显微镜-能量散射X射线光谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射光谱(XRD)等一系列方法对钛纳米管的微观结构和化学组成进行了研究,并在此基础上对其分子结构和形成机理进行探讨.研究结果表明:在水热反应过程中,OH~-在高温强碱环境下进攻TiO_2,导致部分Ti-O键断裂,Na~+取代部分Ti原子,与O相连,形成一系列钛酸盐;经酸洗,H~+置换了钛酸盐中的Na~+,生成了H_2Ti_2O_5·H_2O;将TNTs置于马弗炉中于600℃灼烧,1 h后,H_2Ti_2O_5·H_2O脱去部分H_2O,质量降低9.92%,并转化为锐钛型TiO_2;灼烧时间延长至48 h,质量降低14.5%,H_2Ti_2O_5·H_2O几乎完全转化为TiO_2,且有部分锐钛型TiO_2转化为金红石型TiO_2.     

精炼渣对60Si2Mn弹簧钢中氧含量及夹杂物的影响

利用热力学软件FactSage 7.0计算1873K下四元渣系CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO与60Si2Mn弹簧钢平衡时的等氧线,通过渣-钢高温平衡试验,测定了不同精炼渣方案下钢中溶解氧和全氧含量,并对钢中非金属夹杂物的形貌、数量和尺寸分布进行表征。结果表明,1873K温度下,w(MgO)=6%且w(CaO)/w(Al_2O_3)=1时,钢液中溶解[O]及T[O]含量随着渣中w(SiO_2)的增大而增加,而当w(SiO_2)=30%时,随着w(CaO)/w(Al_2O_3)的增加,钢液中溶解[O]及T[O]含量分别呈降低和升高的趋势,这与钢液中SiO_2的活度有关;不同精炼渣方案得到的钢中,尺寸小于10μm的夹杂物所占比例超过87%,尺寸小于4μm的夹杂物所占比例超过50%,且单位面积夹杂物的数量与钢中T[O]含量的变化趋势一致。与试验结果对比可知,利用热力学软件FactSage 7.0计算钢中溶解氧含量是可行的。