熔炼工艺对TC1钛合金铸锭中Mn元素分布的影响

目的针对在TC1(Ti-2Al-1.5Mn)钛合金铸锭真空自耗熔炼过程中Mn元素不易控制的技术难点,对Mn元素进行合理控制。方法通过在熔炼不同阶段向炉内选择不同的充氩压力进行充氩保护熔炼来探讨铸锭中Mn元素的分布。结果与结论当采取低熔炼电流、两次充氩且充氩压强为8 000Pa时,铸锭中Mn元素挥发量得到有效抑制,且保证了Mn元素分布的均匀性。     

2E12铝合金均匀化过程微观组织演变规律

采用SEM,EPMA,TEM和硬度测试等技术,研究2E12铝合金铸锭在均匀化过程中的非平衡相溶解、元素分布特征以及第二相析出行为。研究结果表明:合金铸锭的晶界处连续分布着粗大的α+θ+S共晶组织。合金中的Cu和Mg元素存在明显的偏析,而Mn元素分布较为均匀。随着均匀化处理的进行,合金中的粗大共晶组织逐渐溶解,Cu,Mg和Si元素逐步溶入合金基体,而Fe和Mn元素则从合金基体中脱溶。在均匀化处理过程中,合金基体中析出大量T相粒子。伴随着T相的析出,合金的硬度逐渐升高,同时电导率也明显增加。当合金于490℃均匀化1 000 h后,晶界附近出现明显的PFZ。     

VAR熔炼TiAl铸锭的成分分布及显微偏析

 采用XRD、SEM和化学成分分析等方法,分析了VAR二次熔炼获得的Ti-46Al-2Cr-2Nb铸锭的成分分布、微观组织及显微偏析,研究了其形成的规律。结果表明,沿铸锭径向,Al元素在R/2处质量分数最高,边缘及中心质量分数较低,Cr元素由边缘向中心质量分数逐渐增多,Nb元素从铸锭边缘到中心质量分数逐渐减少;沿铸锭轴向,Al元素自底部到顶部质量分数逐渐降低,Cr元素分布遵循正偏析元素规律,Nb元素偏析规律与Al元素相似。铸锭大部分区域为由α₂+γ片层团及晶界处少量等轴状γ相组成的近全片层组织,在铸锭中心偏上的区域存在由(α₂+γ)片层团组成的全片层结构。铸锭中显微偏析主要存在于片层团交界处,其中Cr元素的显微偏析比较严重。     

SA335-P92免充氩焊接技术探讨

SA335-P92钢自从浙江玉环电厂首次国内使用以来,超(超)临界及百万机组普遍采用了该钢种,SA335-P92钢是在SA335-P91钢基础上添加钨(1.7%)和降低钼(0.5%)而开发的新钢种[1],不仅具有抗腐蚀性和抗氧化性能,且具有更高的高温强度和蠕变性能[2]。正是因为P92钢含有较高的合金元素,焊接过程为避免根部氧化,根部焊接采用氩弧打底和管道背面充氩气保护等措施,保证根部焊接质量。实际上,P92钢管道在安装施工过程中,系统管道的最后一个焊口充氩方式方法始终不理想;经过几年的运行,部分电厂的P92管道开始出现缺陷,需要修补,对焊接充氩更是一种考验。通过SA335-P92免充氩焊接技术的论述,能有效解决SA335-P92充氩问题。     

钢液真空处理过程中Mn挥发动力学研究

Mn作为提高钢材强度的主要元素之一,在钢液真空处理过程中的挥发会对钢材成分及质量控制产生不利影响,因此,明确钢液中Mn的挥发机理,并据此精确调控钢液中Mn含量,对于保证钢材质量显得尤为重要。本研究针对X80管线钢的真空精炼处理过程,分析了气相压强和熔炼温度对钢液中Mn挥发行为的影响。结果表明：随着熔炼温度的升高和气相压强的降低,钢液中Mn挥发速率明显加快;在熔炼温度1 903 K、气相压强19 Pa、处理时间40 min条件下,Mn挥发率高达92.26%。在熔炼温度1 823～1 973 K、气相压强19～670 Pa条件下,Mn挥发遵循一级反应规律,其表观挥发速率常数在(0.41～26.56)×10^-5 m/s范围内;在气相压强19～670 Pa、熔炼温度1 903 K的条件下,Mn挥发主要受气相传质的限制;在气相压强226 Pa、熔炼温度1 823～1 973 K的条件下,Mn挥发的表观活化能达到120.20 kJ/mol,限制性环节为气-液界面反应;本研究条件下,液相传质对Mn挥发速率的影响较小。     

合金元素对ZnAl4压铸锌合金组织和力学性能的影响

通过合金熔炼、压铸试样制备,微观分析及力学性能等方法,研究铝、镁、镧元素对ZnAl4压铸锌合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:铝、镁元素对锌合金铸锭显微组织的影响在于β相形貌及共晶组织区域的变化,不同实验合金压铸试样的组织特性与铸锭组织有关,通过对原始铸锭组织进行控制,可以进一步影响压铸制件的各项性能,实验合金中,添加0.06%～0.12%稀土镧对提高ZnAl4合金综合力学性能较为有效。     

添加合金元素Cu和Mn对锆合金中第二相的影响

以Zr-4为母合金,分别添加电解纯铜或电解金属锰,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的6种锆合金.用透射电子显微镜观察了合金中第二相的形貌,用EDS分析了第二相的成分,用SAD确定了第二相的晶体结构.添加Cu元素的合金中有3种第二相：Zr(Fe,Cr)₂粒子、Zr(Fe,Cr,Cu)₂粒子和含少量Fe或不含Fe的Zr-2Cu粒子;添加Mn元素的合金中只有1种Zr(Fe,Cr,Mn)₂第二相,且随着合金中Mn的质量分数从0.07%增加到0.35％,Zr(Fe,Cr,Mn)₂粒子中Mn元素的质量分数也升高.     

关于中央送风冲天炉低速进风熔炼的研究

通过冷,热态模拟试验,得到了中央送风冲天炉炉内气流运动、炉气成分分布和炉温分布的规律。在5t/h中央送风冲天炉上进行了现场试验,在焦铁比1∶10～11的情况下,出铁槽处铁水温度达到1440～1480℃,Si、Mn烧损在10—20％以内。对熔炼过程中Si、Mn烧损进行了理论分析,认为对这类冲天炉采用低风速进风熔炼是合理的。     

真空冶金法提纯锑掺杂单晶硅埚底料的实验研究

采用真空定向凝固技术,在不同真空定向凝固条件下,对拉制锑掺杂的单晶后的埚底料进行提纯并得到铸锭.对不同生长条件下铸锭的生长形貌进行分析.同时,通过ICP-AES测定了铸锭纵向的杂质元素的分布.结果表明,杂质Sb从底端到中上端由于定向凝固的作用呈现浓度升高,从中上端到顶端由于真空蒸馏的作用呈现浓度降低.     

罐体用3104大铸锭均匀化过程中的组织性能演变

采用金相、扫描电镜、透射电镜、显微硬度测试等方法对3104合金大尺寸铸锭的均匀化制度进行研究.研究结果表明:在均匀化过程中,晶粒内部析出大量Al(Mn,Si)相和Al(Mn,Fe,Si)相;铸锭表面区域的析出相分布较均匀,而铸锭中部经过580℃/(4～12 h)均匀化后的析出相分布不均匀,晶界和晶粒中心存在无析出带,析出相细小;随着温度升高,析出相分布更加均匀,密度降低,粒度长大;铸锭晶粒内部的初始显微硬度不均匀,经过均匀化处理,晶粒边界硬度下降,而晶粒中心硬度上升,显微硬度差别减少;经过600℃/(8～12 h)均匀化,显微硬度最低,且最均匀;铸锭均匀化处理对后续的再结晶退火有显著影响,铸锭经过600℃/12 h均匀化,与经过450℃/12h相比,后续冷轧产品经过再结晶退火后具有更高的延伸率,晶粒更细小均匀;合适的均匀化处理制度为600℃/(8～12 h).     

TiFe基储氢合金的BaZrO3坩埚熔炼制备及其储氢性能

利用自制25 kg 级BaZrO3坩埚,通过ZG-0．05型真空感应熔炼制备 TiFe 基储氢合金。熔炼条件为：0．6 MPa氩气保护气氛,精炼时间5～10 min,精炼温度1450℃左右。采用ICP原子发射光谱分析仪分析所熔合金的化学成分,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、XRD 衍射仪研究了合金的金相组织、表面形貌、微区元素分布、物相结构,用气体反应控制器测定了合金的PCT曲线。研究表明：由BaZrO3坩埚熔炼的TiFe基储氢合金氧质量分数与石墨坩埚熔炼的合金氧质量分数均小于0．1％,而石墨坩埚熔炼的合金碳质量分数为0．417％。BaZrO3坩埚熔炼后的合金完全由等轴晶构成,而石墨坩埚熔炼后的合金则由等轴晶组织和在晶粒内或沿晶界分布的球形TiC颗粒组成。BaZrO3坩埚所熔炼的合金不仅最大吸氢量比石墨坩埚熔炼的合金的最大吸氢量大,而且吸放氢平台压力也低。     

高能球磨对TiFe合金电极放电性能的影响

研究了球磨对TiFe合金电极放电性能的影响.结果表明,对采用电弧熔炼制备的TiFe合金进行短时间球磨处理可以明显改善其活化性能;采用球磨方法制备的TiFe合金因含有部分TiFe金属间化合物的固溶体,其放电容量高于电弧熔炼制备并经过球磨处理的TiFe晶态合金.     

Petrogenesis of the Neoproterozoic bimodal volcanic rocks along the western margin of the Yangtze Block： New constraints from Hf isotopes and Fe/Mn ratios

High-precision major element and Hf isotope data are reported for the Neoproterozoic Suxiong volcanic rocks along the western margin of the Yangtze Block. These volcanic rocks have variable εHf（T） values and Fe/Mn ratios. The relatively primitive basalts have high Fe/Mn ratios and high Hf-Nd isotopic compositions, indicating that they were generated by partial melting of garnet clinopyroxene in mantle plume at high pressure. Thus, the Suxiong basalts are genetically related to the proposed Neoproterozoic superplume. On the contrary, a few differentiated basalts have low Fe/Mn ratios and low Hf-Nd isotopic compositions. They are likely to experience assimilation-fractional crystallization process. The Suxiong rhyolites have consistent Hf and Nd model ages of 1.3-1.4 Ga. They are likely generated by shallow dehydration melting of pre-existing young arc igneous rocks associated with the basaltic underplating/intrusion in a continental rift.     

A FeNiMnC alloy with strain glass transition

Recent experimental and theoretical investigations suggested that doping sufficient point defects into a normal ferroelastic/martensitic alloy systems could lead to a frozen disordered state of local lattice strains(nanomartensite domains), thereby suppressing the long-range strain-ordering martensitic transition. In this study, we attempt to explore the possibility of developing novel ferrous Elinvar alloys by replacing nickel with carbon and manganese as dopant species. A nominal Fe_(89)Ni_5Mn_(4.6)C_(1.4) alloy was prepared by argon arc melting, and XRD, DSC, DMA and TEM techniques were employed to characterize the strain glass transition signatures, such as invariance in average structure, frequency dispersion in dynamic mechanical properties(storage modulus and internal friction) and the formation of nanosized strain domains. It is indicated that doping of Ni, Mn and C suppresses γ→α long-range strain-ordering martensitic transformation in Fe_(89)Ni_5Mn_(4.6)C_(1.4) alloy, generating randomly distributed nanosized domains by strain glass transition.     

原子无序对half-Heusler合金CoCrAl电子结构及Seebeck系数的影响

采用真空电弧熔炼和放电等离子烧结技术制备了half-Heusler合金CoCrAl,利用XRD对合金的物相结构进行表征,借助相关设备测试了合金的饱和磁矩及Seebeck系数,并将实验结果与分别基于C1b有序、XY及YZ无序结构的CoCrAl合金的模拟计算值进行比较。结果表明,所制CoCrAl合金样品中除了完全有序的C1b结构相外还存在XY及YZ无序相。合金样品表现出典型的磁性金属特性且其Seebeck系数(绝对值)随着温度的升高呈先增加后降低的趋势,这与利用VASP和BoltzTraP软件包结合计算得到的CoCrAl合金的Seebeck系数随温度(300～800K)的变化趋势相符合。     

真空熔炼、氩气保护连续定向凝固技术

阐述了真空熔炼、氩气保护下引法连续定向凝固工艺.该工艺将真空感应熔炼和连续定向凝固技术结合在一起,集熔化、提纯、凝固于一体,控制方便,搅拌、脱氧能力强,生产效率高,能生产纯净度高、性能好的定向凝固材料.对该工艺生产的纯铜棒材的质量进行了分析.     

等温热处理对挤压态镁锂合金组织、硬度及延伸率的影响

采用氩气氛下感应熔炼和正向挤压变形制备了Mg-7.5Li-3.5Al-1Zn-1Ce-0.5Sn镁锂合金板材,然后在真空热处理炉中对挤压态合金进行等温退火,并采用金相观察和布氏硬度测试研究了等温热处理对合金板材显微组织和布氏硬度的影响.通过金相显微镜观察表明,等温处理温度对合金显微组织的影响较大,在较低温度下,只发生两相的形态和体积分数的变化,合金几乎不发生或需要较长时间才发生静态再结晶.在较高温度下,合金快速发生再结晶,合金晶粒细化,但随着保温时间的延长,晶粒有所长大.不同的组织形态对应的硬度不同,α相呈球化时的硬度值最高.     

快速凝固Al-Cu钎料钎焊铝Cu对钎缝组织的影响

研究了快速凝固钎料中Cu元素在铝合金基体中的扩散现象和机制.采用快速凝固的方法制备出了Al-Cu合金的薄带,用差热分析法(DTA)测量了钎料熔点.根据熔点利用真空钎焊用Al-Cu钎料焊接纯铝,然后使用扫描电镜和能谱分析仪分析了焊缝的显微组织,对Cu元素的扩散现象进行观察,并分析了Cu的扩散行为.实验结果表明,由于快冷钎料组织均匀,表面能高,因此熔点比普通钎料低,且熔化区间窄.随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Cu的扩散效果越来越好;在同一温度下钎焊时,快冷钎料中Cu的扩散能力明显强于普通钎料.