基于EBSD系统的工业纯铁微观结构观测方法

简述了电子背散射衍射(EBSD)的技术原理和试样的制备工艺,简要说明了工业纯铁EBSD试样的制备过程和测试参数选择等。利用EBSD技术分析表征了未发生塑性变形的工业纯铁、发生塑性变形的工业纯铁以及塑性变形后回复再结晶的工业纯铁。通过数据处理分析,研究讨论了三种不同处理条件下的工业纯铁的组织变化规律,包括晶粒尺寸、晶粒取向、晶粒取向差和晶界特征等信息。通过实例进一步表明EBSD是材料微观组织结构表征中一种非常有效的分析手段。     

离子注入对纯铁表层结构及抗蚀性能的影响

作者对离子注入对退火后的纯铁表层结构及抗蚀性能的影响进行了试验研究。结果表明，注入硼离子或钼离子，可获得表面非晶薄层；铬、钼多元素离子注入，在非晶层下得到第二相，并有较明显的过渡层；经氮离子来混合镀硅，可获得较厚的表面非晶型的陶瓷层；采用上述离子注入工艺，可使纯铁的抗腐蚀性能显著提高，其中氮离子束混合处理有最佳的表面改性效果．     

钛、钼离子注入对工业纯铁腐蚀性能的影响

利用离子注入技术对工业纯铁进行了Mo 离子和Ti 离子的注入.将所选用的工业纯铁试样在40kV的电压下分别以2×1017cm-2和5×1017cm-2不同剂量的离子注入,测得离子注入后工业纯铁试样的腐蚀电流密度和腐蚀电流,并得出相应的极化曲线.从而对Ti,Mo元素对工业纯铁的抗腐蚀性作用进行了定量的比较.实验结果表明,Mo,Ti元素使工业纯铁的抗蚀性均有一定程度的提高,且当注入剂量相同时,注入Mo元素的材料,样品具有更强的抗腐蚀性.     

工业纯铁电解制备高纯铁

以工业纯铁为原料,运用正交设计对电解制备高纯铁的影响因素进行研究,以电沉积速率、电流效率、电解铁纯度及外观为指标,确定各因素的显著性及最佳组合方案。用ICP-AES、扫描电镜(SEM)对电解铁纯度及其主要杂质元素进行分析,通过退火还原对杂质氧进行分析提纯,并采用NaoH溶液浸出电解铁片,测量浸出液中SO_4~(2-)浓度。结果表明:溶液Fe~(2+)浓度50g/L,pH值为4,电解温度25℃,电流密度100A/m~2,是电解制纯铁实验的最佳因素组合。在该工艺参数下,电沉积速率为0.549g/h,电流效率达到89.2%,电解铁纯度达到99.98%以上;电解铁退火还原后氧元素含量大大减少,浸出液中硫酸根的量大约为30mg/L,且结合实际电解条件可知,氧和硫的主要存在形式为铁的氧化物和硫酸亚铁。     

金属冷塑性变形滑移带样品制备及实验运行

选择黄铜、工业纯铁进行滑移带观察样品的制备。黄铜的压缩率控制在3％～4％即可,可以观察单滑移、多（复）滑移现象;工业纯铁主要观察交滑移现象,压缩率控制在5％～6％。实验课程的运行过程中,还可以选择铝合金固溶处理后的样品,采用锤击的简单形式由同学自己亲自制备滑移带样品,可以起到更好的实践锻炼作用。     

含晶界孔洞粗晶工业纯铁的循环变形及损伤特征

为了更好地了解体心立方(bcc)结构金属的循环变形机制,在恒总应变幅控制的条件下研究了含晶界孔洞粗晶工业纯铁的疲劳变形特征.结果表明,含晶界孔洞的粗晶工业纯铁在不同总应变幅"εt/2下均发生不同程度的循环硬化现象,无循环饱和阶段出现.疲劳寿命与塑性应变幅的关系基本符合Coffin-Manson法则.循环变形的表面变形特征与外加总应变幅具有一定的相关性:随着总应变幅的增加,滑移变形及其导致的挤出侵入现象更为严重,滑移开裂更趋显著;越来越多的原来位于晶界上的微观孔洞发生扭曲变形、聚合、长大而产生裂纹,甚至导致沿晶开裂.在相对较高的总应变幅下,在表面还观察到了滑移扭折现象以及沿晶裂纹扩展进入晶粒内部的现象.在低应变幅"εt/2=1.0×10-3下循环变形后发现了类驻留滑移带(PSB)楼梯位错结构,随着应变幅的增加,位错胞结构发展成为主要结构特征,其平均尺寸逐渐减小.     

工业纯铁渗硼表面层FeB相的穆斯堡尔效应研究

研究了粉末法在８８０℃下保温２ｈ和９３０℃下保温５ｈ进行渗硼的工业纯铁．通过穆斯堡尔谱学方法、金相方法和ＸＲＤ方法观察了渗硼表面层的显微组织特征，确定了渗硼表面层的相及其结构．渗硼表面层是由ＦｅＢ和 Ｆｅ２Ｂ双相构成的，其中ＦｅＢ相主要具有两种不同的晶位分布．在室温下，ＦｅＢ相的穆斯堡尔谱是由两套铁磁性亚谱构成的，它们的内磁场大小分别为１１６ｋＯｅ和 ９３ｋＯｅ．     

工业纯铁锻造过程中“红脆”现象的相图分析

通过相图分析可知,奥氏体中的硫的固溶度随着温度急剧降低。如果不采取有效的消除措施,在工业纯铁的锻造过程中,由于过量硫元素的存在,在一个特定温度范围内,纯铁处于固-液两相区。因此,会造成奥氏体晶界位置存在液态薄膜而降低晶粒之间的结合能力,出现所谓的＂红脆＂现象。有关分析,可以作为实践教学过程中有关相图的应用和重要性的一个生动事例。     

纯铁表面机械研磨Fe-Ni合金化方法的研究

纯铁表面采用高能喷丸机械研磨处理,并在样品罐中添加镍粉,经过100 min的处理,镍粉均匀镶嵌在纯铁基体,并形成约100 μm铁镍合金层,经600℃热处理后,合金化程度进一步增强.界面微观研究表明,表面机械研磨时存在显著的原子扩散,可以在金属表面获得一定厚度的合金层,适当的热处理会进一步增强合金化程度,是一种新的金属表面合金化方法.     

常规选矿法提取高纯铁精矿的试验研究

本文介绍了一种从含铁61．5％的铁精矿中，提取含铁大于71％的高纯铁精矿的方法，其回收率可达40．15％，为廉价的普通铁精矿的增值及扩大其应用范围，提供了一个可行的途径．