反向凝固过程钢/钢复合界面的研究

采用光学显微镜、扫描电镜等手段,分析了反向凝固复合铜/钢界面形态,组织结构和过渡区成分变化·研究表明,铜/钢反向凝固复合经历液态铜在固态钢表面初始润湿;液态铜的凝固、结晶;Ｆｅ,Ｃｕ原子互扩散等物理冶金变化过程,从而实现复合界面良好的冶金结合·反向凝固过程钢/钢复合界面的研究@于九明@孝云祯@王群骄@陈金英     

铜/钢反向凝固及加工变形的结合机理

介绍了铜/钢反向凝固及加工变形复合的工艺过程,利用光学显微镜和扫描电镜等手段分析了铜和钢界面形态、组织结构·在Instron拉伸机上测定了铜/钢界面的结合强度·结果表明,经预处理的钢丝表面呈现细微的凸凹不平状态,特别有利于液态铜在钢丝表面异质形核、凝固、结晶,使铜和钢的晶粒在界面上相互镶嵌,达到良好结合·此外,CS线再经加工变形后,伴随着晶粒的拉长和界面的扩展,导致晶粒间相互插入,机械咬合能力加强,使铜/钢界面结合强度进一步提高·     

反向凝固薄带坯高温平整轧制的研究

研究了高温平整轧制前后钢带表面平整度及界面结合情况的变化,并进一步探讨了轧制参数对界面结合强度的影响·分析了带坯复合界面的演化机理·结果表明:平整轧制可明显改善钢带表面的平整度,提高界面结合强度;轧制温度、轧制压下量等工艺参数对界面结合有较大影响,而轧制速度影响不大;平整轧制时,反向凝固带坯复合界面发生演化,使界面结合增强,其机理为咬合机制、互扩散机制及固溶作用机制·     

铜-钢反向凝固复合带的实验研究

以12mm厚的08Al钢作为母带,纯铜作为复合层材料,系统地研究了浸渍复合时间、铜液温度及钢带预热温度等工艺参数对铜复合层厚度变化的影响规律·研究结果表明:随浸渍复合时间的增加,复合层的厚度变化经历了凝固生长和回熔两个阶段,钢带的预热温度越低,铜复合层厚度越厚,在通常的铜液过热度(<100℃)范围内,铜液温度的变化对复合层的厚度影响不大·     

反向凝固复合不锈钢带及其轧制的实验研究

介绍了用反向凝固的方法生产薄带的工艺过程及目前的实验研究方法,借助金相显微镜分析了轧制温度、轧制速度及变形率对母带与凝固层结合质量的影响,为以后的工业化生产提供依据·并运用拉剪方法测定了界面结合强度·结果表明:热轧温度为１２５０℃,变形率为４０％,轧制速度为０－２～０－４ｍ／ｓ时,界面结合较好,结合强度达２４８ＭＰａ·进一步的热轧、冷轧证明用反向凝固的方法生产薄带是可行的·     

液-固相轧制复合法生产含硅中锡铝合金/钢复合轴瓦带的组织和界面

采用液固相轧制法可以稳定、连续生产AlSn8Si2.5Pb2Cu0.8Cr0.2覆钢双层轴瓦带·通过金相和EPMA照片显示其组织与铸造组织相似,但含有大量致密细小、发达的柱状枝晶,组织内Si、Sn等元素分布均匀·由于复合界面结合强度较高,撕开后钢表面有大量的铝块,其复合机理主要是由于钢、铝充分润湿,高温和较大的轧制力使钢表面污染层、氧化层变薄,形成牢固的冶金结合所致·     

反向凝固法制备复合不锈钢带时复合层凝固生长规律

试验用反向凝固工艺制备复合不锈钢带。讨论了复合层厚度与反向凝固工艺参数之间关系。研究结果表明，随母带厚度增加，复合层的初始增长速率、复合层的最大厚度增加，但增长幅度随之降低。在相同的赤热度下不同钢种的复合层凝固生长规律也不同。不锈钢母带和复合层之间形成了良好的冶金结合。     

东北大学冶金反应工程学理论研究取得重要进展

东北大学冶金传输和反应工程研究室肖泽强教授和他的课题组在中间包冶金反应工程学研究中,提出了中间包非等温新观点,受到国内外学术界的高度重视·近年来我国钢铁生产技术迅速发展的主要特征之一是钢连铸工艺的广泛应用·在钢的连铸工艺中,中间包作为连接钢包和连铸机的反应器,对连铸过程的顺利进行和最终产品的质量有着重要影响·自50年代连铸技术开始用于钢的浇铸以来,冶金工程技术和研究人员对中间包设计、控制以及对包内过程做过大量的研究·80年代初,加拿大学者蒙格利总结归纳了这些研究成果,提出了一个新学科:中间包冶金学·以前所有…     

等离子束表面冶金铜铝金属间化合物涂层的研究

利用铜铝有一定互溶性并可生成金属间化合物的特点，采用等离子束表面冶金技术，以纯铝为基材，纯铜粉末为冶金原料，在铝表面制得了冶金结合良好的复合金属间化合物冶金层。借助OM、SEM、EDAX及XRD对试样显微组织进行分析，并测试了其显微硬度。结果表明：等离子束表面冶金快速凝固过程中，形成了Al2Cu金属间化合物及α（Al）固溶体。铜铝金属间化合物冶金层的组织具有快速凝固组织特征，冶金层底部为逆热流方向长大的粗大枝晶，上部为细小枝晶和大胞晶均匀分布。冶金层与基体间具有良好的冶金结合。冶金层的最高硬度为260HV，较铝基材的硬度（74．5HV）有显著提高。     

25Cr5MoA钢/Q235钢固-液复合轴界面Cr元素扩散行为

提出了金属梯度结构轴的概念.研究了固-液复合的25Cr5MoA钢/Q235钢复合轴的组织、Cr元素的扩散以及结合界面附近显微硬度的变化规律.结果表明:经过挤压变形后,25Cr5MoA钢/Q235钢界面形成了良好的冶金结合,二者结合紧密,除了组织结构的差别外,二者的结合界面已经难以区分.结合界面附近Cr元素在固-液复合时得到充分扩散,并呈现出连续分布的形态.从界面向Q235钢和25Cr5MoA钢两侧±100μm范围内,硬度呈现出均匀、连续分布.经过热处理后,随着加热温度的升高和加热时间的延长,Cr元素在结合界面附近的分布更加均匀,分布曲线在界面的斜率进一步降低,使结合界面附近25Cr5MoA钢的一侧的显微硬度大幅度降低,这有利于形成化学成分、组织以及性能的梯度变化.     

铜／钢液固相复合界面冶金行为的研究

以液固相复合法生产的铜包钢线为研究对象,利用光学显微镜和扫描电镜的能谱等手段分析了铜／钢界面区的组织形态和成分组成。结果表明：在界面区发生了互扩散,形成了Fe、Cu固溶体,无脆性的金属间化合物产生,这使得该复合材料具有较好的微观结合力。     

铜／钢反向凝固过程数值模拟中接触热阻的处理

以液固相反向凝固法生产的包铜钢线为研究对象，提出了反向凝固过程中在数值模拟时铜-钢界面处接触热阻的处理模型．在选择合适的热阻参数条件下，模拟结果和实验结果基本吻合．     

连铸坯表面网状裂纹

对连铸坯和热轧厚板表面网状裂纹附近的化学成分及其组织进行了分析,发现裂纹附近存在Cu和Cr元素,裂纹沿着晶界延伸.可见裂纹形成的原因为:结晶器镀铬层磨损导致铜板与连铸坯粘结,液态铜通过奥氏体晶界向铁基体内渗透.富集在奥氏体晶界的铜极大地恶化了钢的塑性是导致裂纹形成的主要原因.在此基础上提出了控制连铸坯和热轧厚板表面网状裂纹的措施.     

铜／钢液固相复合工艺的实验研究

用液-固相复合法制备铜包钢线，并研究了预热温度、铜液温度和复合时间等工艺参数对铜包钢线的包覆比的影响．结果表明，在接触初期，随着接触时间的增加，铜层厚度和包覆比增加，当热流达到平衡时，包覆比达到最大，最大可达77％，之后包覆比逐渐减小．钢芯线预热温度和铜液温度的升高使包覆比下降，重熔时间缩短．     

钢中残余元素在连铸坯和热轧板中的富集行为

通过扫描电镜和X射线能谱分析仪(X-EDS)分析,对低合金钢种连铸板坯和热轧板中Cu、As和Sn的富集行为进行了研究.实验结果表明:连铸坯中氧化层和氧化层/基体层界面存在Cu、As和Sn元素同时富集现象;热轧板氧化层/基体层界面存在Cu、As和Sn元素富集相,基体层中Cu、As和Sn含量高于氧化层;热轧板晶界处Cu、As和Sn含量明显高于热轧板晶内;Cu、As和Sn在γ晶界偏聚和Fe的优先氧化造成连铸坯中Cu、As和Sn富集,加热炉的二次加热加剧Cu、As和Sn的富集程度,引起Cu、As和Sn向钢材基体渗透扩散,使钢的塑性恶化,导致中板大量表面微裂纹缺陷.分析了Cu、As和Sn富集相对表面微裂纹的影响机理.     

稀土Ce在Cu-Ni、Cu-B合金中的行为

研究了稀土Ce对Cu-N i、Cu-B铜合金的作用,利用扫描电子显微镜及能谱来分析其在铜合金中的分布及组成,以及Ce对电导率、力学性能的影响。     

Microstructure and properties of pure iron/copper composite cladding layers on carbon steel

In the present study, pure iron/copper composite metal cladding was deposited onto carbon steel by tungsten inert gas welding. The study focused on interfacial morphological, microstructural, and mechanical analyses of the composite cladding layers. Iron liquid–solid-phase zones were formed at copper/steel and iron interfaces because of the melting of the steel substrate and iron. Iron concentrated in the copper cladding layer was observed to exhibit belt, globule, and dendrite morphologies. The appearance of iron-rich globules indicated the occurrence of liquid phase separation (LPS) prior to solidification, and iron-rich dendrites crystallized without the occurrence of LPS. The maximum microhardness of the iron/steel interface was lower than that of the copper/steel interface because of the diffusion of elemental carbon. All samples fractured in the cladding layers. Because of a relatively lower strength of the copper layer, a short plateau region appeared when shear movement was from copper to iron.     

Antibacterial properties and corrosion resistance of AISI 420 stainless steels implanted by silver and copper ions

Silver or copper ions are often chosen as antibacterial agents. But a few reports are concerned with these two antibacterial agents for preparation of antibacterial stainless steel (SS). The antibacterial properties and corrosion resistance of AISI 420 stainless steel implanted by silver and copper ions were investigated. Due to the cooperative antibacterial effect of silver and copper ions, the Ag/Cu implanted SS showed excellent antibacterial activities against both Gram-negative Escherichia coli (E. coli) and Gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus) at a total implantation dose of 2×10¹⁷ ions/cm². Electrochemical polarization curves revealed that the corrosion resistance of Ag/Cu implanted SS was slightly enhanced as compared with that of un-implanted SS. The implanted layer was characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Core level XPS spectra indicate that the implanted silver and copper ions exist in metallic state in the implanted layer.     

真空条件下钢液去铜的试验

根据真空冶金原理,通过热力学分析,采用正交设计实验方法,研究了真空度、脱铜剂种类与用量、温度以及处理时间等对钢液去铜的影响·试验结果表明:真空条件下,加入脱铜剂尿素或氧化镁,钢液中的铜可以明显去除,能满足大部分钢种所要求的标准(w(Cu)<0 2%);比较两种不同的脱铜剂的脱铜效果发现,在相同条件下,尿素的脱铜效果明显好于氧化镁;随着脱铜剂用量增加、脱铜时间延长以及温度的提高,去铜率明显增加;当脱铜剂尿素用量为0 7%,脱铜处理时间40min,能够满足洁净钢质量的要求·在实验室研究的基础上,对工业化试验提出了初步的设想·