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本文提出在离心铸造过程中施加脉冲电磁场,目的在于改善传统离心铸造容易造成元素和碳化物偏析的问题.高速钢中主要元素的设计含量为:1.5％～2.5％C,4.0～6.0％V,4.0％～6.0％W,1.5％～4.5％ Mo,2.0％～4.0％ Cr和0.04％～0.18％ Zr.对脉冲电磁场主要参数进行调控和优化,脉冲磁场频率分别设定为1、2、4、6、8、10Hz六个水平,对应铸型中心磁场的峰值强度范围为0.2 ～5T,经淬火和回火热处理后进行轧辊中元素含量和力学性能测试,并用方差来表征轧辊工作层径向方向元素含量波动及偏析情况.研究结果显示,在离心铸造过程中施加电磁场后,能起到抑制合金元素和碳化物偏析的作用,与未加磁场相比,硬度、抗拉强度、抗弯强度和冲击韧性等常规力学性能约提高10％.

关键词: 高速钢轧辊 , 离心铸造 , 脉冲磁场 , 力学性能

铸造多晶硅小平面枝晶生长机制的研究

罗大伟 , 龙剑平 , 李廷举

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).005

近些年来由于低成本、低耗能和少污染等特点，铸造多晶硅已成为主要的光伏材料之一，越来越受到人们的广泛关注。但通过定向凝固工艺获得的粗大的晶体中存在大量的孪晶，认为孪晶就有可能对晶体生长起着主导作用。采用自行设计的真空电磁感应熔炼炉及定向凝固炉对冶金级多晶硅进行了真空条件下的定向凝固实验，通过对定向凝固铸锭的观察和分析并结合国内外其它研究机构在此方面的研究，对铸造多晶硅中平行孪晶的生长机制和小平面枝晶的生长机制进行了详细的分析和讨论。

关键词: 铸造多晶硅 , 平行孪晶 , 定向凝固 , 生长机制

定向凝固Al-Y合金组织演化规律及小平面相生长^*I. Al-15%Y过共晶合金组织演化规律

骆良顺 , 刘桐 , 张延宁 , 苏彦庆 , 郭景杰 , 傅恒志

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00619

对Al-15%Y (质量分数)过共晶合金在1~100 μm/s的抽拉速率下进行定向凝固实验, 研究抽拉速率对组织演化及Al₃Y相生长规律的影响. 结果表明, 铸态Al-15%Y合金主要由Al₃Y先析出相和Al₃Y/Al共晶体组成. 在定向凝固过程中, 当抽拉速率为1 μm/s时, Al₃Y相为不规则形状且边界清晰, 为小平面的生长特性. 随着抽拉速率的增加, Al₃Y相的形貌逐渐转变为拉长的六棱柱形态, 其中少量的Al₃Y相具有中空形貌. 当抽拉速率为10和20 μm/s时, Al₃Y相按粗大的六棱柱形态生长. 进一步增加抽拉速率至100 μm/s时, 组织中出现“十”字形貌的Al₃Y相, 为2个六棱柱垂直交叉结构, 类似枝晶的生长形式. 在抽拉速率增加的过程中, 固/液界面前沿逐渐出现领先相, 且凝固速率越大, 领先距离越长.

关键词: Al-Y过共晶合金 , 定向凝固 , 金属间化合物Al3Y , 组织演化

定向凝固Al-Y合金组织演化规律及小平面相生长Ⅰ.Al-15％Y过共晶合金组织演化规律

骆良顺 , 刘桐 , 张延宁 , 苏彦庆 , 郭景杰 , 傅恒志

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00619

对Al-15％Y(质量分数)过共晶合金在1～100 μm/s的抽拉速率下进行定向凝固实验,研究抽拉速率对组织演化及Al3Y相生长规律的影响.结果表明,铸态Al-15％Y合金主要由Al3Y先析出相和A13Y/Al共晶体组成.在定向凝固过程中,当抽拉速率为l μm/s时,Al3Y相为不规则形状且边界清晰,为小平面的生长特性.随着抽拉速率的增加,Al3Y相的形貌逐渐转变为拉长的六棱柱形态,其中少量的Al3Y相具有中空形貌.当抽拉速率为10和20 μm/s时,A13Y相按粗大的六棱柱形态生长.进一步增加抽拉速率至100μm/s时,组织中出现“十”字形貌的Al3Y相,为2个六棱柱垂直交叉结构,类似枝晶的生长形式.在抽拉速率增加的过程中,固/液界面前沿逐渐出现领先相,且凝固速率越大,领先距离越长.

关键词: Al-Y过共晶合金 , 定向凝固 , 金属间化合物Al3Y , 组织演化

转炉两步脱氧工艺研究

杜松林

钢铁

针对在转炉出钢过程中依次加入不同脱氧能力元素的一步脱氧法,研究应用了在出钢过程中加入CaC2+SiC廉价脱氧剂、合金微调站喂铝线脱氧的两步脱氧工艺.研究表明,这种脱氧方法可使Q235、H08A、HRB335、SS400、ASTM1008等钢种的w(O)精确控制在10×10-6,w(Als)在0.001%～0.003%.扫描电镜的检测结果表明,在这种工艺条件下形成的液态复合夹杂mMnO·nAl2O3·5SiO2,可使小方坯连铸的中间包水口堵塞率下降94.85%,并且钢水中氮的质量分数降低20%～60%,脱氧成本下降6.97元/t.

关键词: 炼钢 , 脱氧

一步还原法制备纳米铁粉

胡平 , 康路 , 杨军 , 杨帆 , 王快社 , 杜金晶 , 杨占林 , 曹维成 , 刘东新

稀有金属材料与工程

采用一种新方法—一步还原法制备了纳米铁粉颗粒.过量的柠檬酸在620℃有助于形成纯相、结晶高的a-Fe.纳米铁粉被X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM、振动样品磁强计(VSM)进行了表征,形貌观察表明产物形成了粒径在30 nm左右的近球形的纳米颗粒.磁滞回线说明了纳米铁颗粒的饱和磁化强度为198.97 A·m2/kg,作为磁性材料具有很好的铁磁性能.一步还原法生产的颗粒粒径分布窄、可控、流程短,可用于大规模生产.

关键词: 纳米铁 , 一步还原法 , 球形 , 铁磁行为 , 磁性材料

1060铝材两步化学浸锌工艺

武剑 , 陈阵 , 司云森 , 郭忠诚 , 孙晓龙

材料保护

铝材化学性质活泼,欲获得不同性能的镀层,前处理非常重要.选用两步碱性化学浸锌体系对1060铝材进行了前处理,随后镀镍.通过自腐蚀电位-时间曲线,浸锌层扫描电镜(SEM)形貌分析,弯折试验、热震试验等考察了浸锌层与铝基体的附着力,并确定了获得结合力优良的浸锌层的最佳工艺条件:300 g/L NaOH,65 g/LZnO,50 g/L KOCO(CHOH)<,2>2COONa,1 g/L FeCl<,3>,2 g/L NaNO<,3>;温度20～30℃,一次浸锌时间60 s,二次浸锌时间30 s,所获浸锌层可满足后续电镀工艺的需要.

关键词: 浸锌工艺 , 两步法 , 1060铝 , 自腐蚀电位-时间曲线 , 结合力