中西部高校综合实力提升工程建设背景下学科发展的思考——以贵州大学冶金学科发展为例

学科是大学承担培养人才、科学研究以及社会服务等任务的基本单元,也是学校构筑核心竞争力的关键。学科实力的提升关系到学校综合实力提升,是国家中西部高校综合实力提升工程的关键。以贵州大学冶金学科建设为例,介绍了该学科在西部高校综合实力提升工程的大背景下,近年来采取的主要措施与取得的成果。在此基础上,提出新形势下学科发展的发展举措,利用国家中西部政策倾斜的大好机遇,尽快补齐短板,快速缩短与东部高校的差距。

夹杂物对高锰钢高温塑性影响研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机开展高温拉伸实验,研究其在不同温度下的塑性。通过金相观察和扫描电子显微镜分析断口断裂的类型及形貌,分析夹杂物对高锰钢性能的影响。研究结果表明,高锰钢在高温下仍然表现出较好的塑性,高锰钢断口附近发现MnO、AlN、MnS、Al2O3夹杂物及其复合夹杂物,夹杂物的尺寸与分布状态对高温塑性有较大的影响。断口附近的夹杂物是试样拉伸至断裂过程初期的微裂纹产生来源,大型脆性夹杂物聚集导致基体连续性破坏是严重影响TWIP钢的塑性的重要原因。

氧化铝/氧化镧X射线衍射及拉曼光谱研究

当钢中氧化铝夹杂物的尺寸过大、棱角分明,在线材拉拔为钢丝的过程中可视为主要的裂纹源,会严重影响钢材性能,细化或去除钢中夹杂物备受重视。由于钢中合金元素添加量相对于钢液较小,并在实验及分析的中间过程中存在误差,使用放大夹杂物反应的思路,研究了在高温1600℃时,不同比例稀土氧化镧粉末和氧化铝粉末的添加量对夹杂物的物相变化、尺寸大小的影响。对高温箱式炉设定程序进行升温、保温、随炉冷却,使用X射线衍射仪、拉曼光谱仪测试结果分析了镧铝氧化物的具体变化过程。结果表明:随着La_(2)O_(3)添加量的不断增加,最先生成LaAl_(11)O_(18)相,其次为LaAl_(11)O_(18),LaAlO_(3)相,峰强减弱,半高宽增加,晶粒尺寸变小,随后LaAl_(11)O_(18)特征峰消失,只剩下LaAlO_(3)相,且并无新相生成。结合H-W平均晶粒尺寸数学模型计算R^(2)分别为0.99025,0.96259,0.9871和0.98976,且1^(^(#))样品到4^(#)样品晶粒尺寸分别为6.08,2.88,7.67和4.75μm,2^(^(#))样品晶粒尺寸最小,3^(#)样品晶粒尺寸最大,表明合适的氧化镧和氧化铝配比可以促进形核并缩小晶粒尺寸。通过拉曼光谱分析得出,随着Al_(2)O_(3)配比的减少,观察拉曼位移在4385 cm^(-1)处拉曼特征峰消失,结合XRD图谱可以判定该处为LaAl_(11)O_(18)相。3^(#)—4^(#)曲线在拉曼位移为3564~3642和4461~5554 cm^(-1)处出现拉曼特征峰,结合2^(#)曲线以及XRD图谱可知,生成新的LaAlO_(3)相,且3^(#)样品和4^(#)样品的不同配比对拉曼峰强无太大影响,也没有出现新的特征峰。通过放大钢中需要针对性研究的物质,分析了氧化镧粉末添加后对氧化铝粉末改性的演变过程。研究结果可对实际炼钢过程中解决氧化铝夹杂物改性的问题提供参考。

氧化铝/二氧化铈X射线衍射及拉曼光谱研究

钢中氧化铝夹杂物尺寸大小严重影响钢材性能,细化或去除钢中夹杂物备受重视。由于钢中合金元素添加量相对于钢液过少,并在分析过程中存在误差,使用放大夹杂物反应的思路,研究了在高温1600℃时不同比例稀土二氧化铈粉末和氧化铝粉末的添加量对夹杂物的物相变化、尺寸大小的影响。对高温箱式炉设定程序进行升温、保温、随炉冷却,依据测试结果分析了铈铝氧化物的具体变化过程。使用能谱分析仪、X射线衍射仪、X射线荧光光谱分析、拉曼光谱仪针对性放大探究夹杂物具体变化。结果表明:随着氧化铝添加量的增加,粉末烧结过程中生成物的物相由+4价的稀土氧化物变成+3价的稀土氧化物,通过X射线衍射(XRD)图谱可知先生成CeAlO_(3)相,随着CeAlO_(3)相特征峰减弱至消失并被CeAl_(11)O_(18)相替代,XRD峰宽化,特征峰较弱,半高宽较大,晶粒尺寸较小,结晶度较低。并结合D-S,W-H,H-W三种平均晶粒尺寸数学模型计算R^(2)分别为0.76178,0.97101,0.92081,0.96187;0.98965,0.98801,0.97842,0.98128,对比得出H-W方法得到的结果拟合度较好,且4^(#)样品到1^(#)样品晶粒尺寸逐渐减小,分别为7.63,6.27,5.99和3.97μm,表明稀土铈元素增加可以促进形核并缩小晶粒尺寸。通过拉曼光谱仪分析得出,随着Al_(2)O_(3)的相分数增加,拉曼位移为464~465 cm^(-1)处拉曼峰强逐渐减弱直到消失,可判定该处相为二氧化铈相;拉曼位移为4351~4399 cm^(-1)处拉曼峰强逐渐增加,结合XRD图谱可以判定该物质为CeAl_(11)O_(18)。得到的变化规律与XRD保持一致。通过放大钢中需要针对性研究的物质,分析了二氧化铈粉末添加后对氧化铝粉末改性的演变过程。研究结果可对钢中解决氧化铝夹杂物改性的问题提供参考。

互联网+在冶金中的应用教学设计及实践

为应对社会对冶金工程人才需求的不断变化,调整和完善了互联网+在冶金中的应用选修课程的教学内容和教学模式。问卷调查结果表明,学生对课程教学内容的认可度较高,知识获得和能力培养达到了预期效果。对教学过程中发现的教学内容、课程体系设置和师资队伍建设等问题进行了分析,为冶金工程人才培养提供一定的依据。

NbC对HRB500钢筋凝固过程中异质形核与晶粒细化的影响

基于二维错配度理论,针对以NbC为基底的相对形核相γ-Fe、α-Fe进行错配度计算.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、金相显微镜(OM)、动态热模拟相变仪,以及力学性能测试,研究了含Nb微合金钢的析出强化、细晶强化、控冷效果、显微组织及力学性能.结果表明:α-Fe与NbC异质形核的效果较好,γ-Fe与NbC异质形核的效果不理想;在连续冷却过程中,珠光体的临界冷却速率为1.5℃/s,贝氏体的临界冷却速率为5.0℃/s;含Nb的HRB500钢筋通过合适的控冷工艺可以有效细化晶粒尺寸,提高微合金钢的力学性能.

电渣重熔工艺对孪晶诱发塑性(TWIP)钢冶金质量的影响

根据TWIP钢裂纹敏感性强和高洁净度要求,通过分析和计算,采用65CaF2-25Al_2O_3-10CaO渣,AOD精炼的2根0.6 m直径7.3 t电极(/%:0.03C,2.75Si,25.13Mn,0.019P,0.002S,2.50Al),重熔14 t TWIP钢电渣锭(/%:0.03C,2.88Si,24.71Mn,0.021P,0.007S,2.98A1)。检验结果表明,重熔后钢中夹杂物乎均尺寸减少36.4%,夹杂物总量降低46.7%;电渣时应采用氩气保护以减少钢中A1、Mn的烧损。

高锰钢微观偏析行为研究

针对高锰TWIP钢的微观偏析现象,利用光学显微镜观察侵蚀后样品的微观形貌,并利用电子探针(EPMA)等手段对侵蚀后的铸态组织进行点分析和面扫描。研究表明,随着锰含量增加,高锰钢中枝晶会变得粗大,且枝晶间距变大,枝晶区域偏析严重;而且锰元素和铝元素呈现相反的偏析行为,晶界处锰元素含量偏高,而铝元素含量较低,在微观区域内,锰元素相比铝元素具有更严重的偏析倾向,将会给高锰TWIP钢的质量带来不良影响。

电渣重熔冶炼TWIP钢裂纹缺陷分析研究

针对孪晶诱导塑性(TWIP)钢电渣重熔冶炼过程出现的裂纹现象,利用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜和能谱仪等手段对裂纹形貌、铸态组织以及夹杂物等进行分析。研究表明,电渣重熔试制TWIP钢出现裂纹的主要原因是原冶炼工艺并不适合冶炼TWIP钢,不仅造成铸锭中心部位晶粒粗大,存在疏松与缩孔,而且还带来大量的氧化铝夹杂物以及夹渣,导致了严重的裂纹现象。最终通过对生产工艺进行优化,解决了裂纹问题,成功生产出合格的TWIP钢铸锭。

报废汽车尾气净化催化剂的回收现状及技术研究进展

报废汽车尾气净化催化剂随着报废汽车的增加将日益增多,作为铂族金属重要的二次资源,报废汽车催化剂的回收工作刻不容缓,但我国对报废汽车催化剂的回收利用现状与发达国家相距甚远。报废汽车催化剂中铂族金属回收技术主要分为火法和湿法,两种方法分别包括多种回收工艺,各有优缺点。根据实际情况灵活运用火法、湿法技术的优势,才能实现报废汽车催化剂的高效回收利用。

高锰孪晶诱导钢宏观偏析研究

孪晶诱导塑性钢的宏观偏析是影响产品质量的重要因素,本文采用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪等实验手段对孪晶诱导塑性钢主要元素Mn、Al、Si的宏观偏析行为进行深入的研究。研究发现硅、铝、锰元素具有不同的偏析机理,硅元素和锰元素的偏析行为与凝固收缩形成负压导致枝晶间液相的流动有关。而铝元素的偏析行为可能与铝系夹杂物的沉积有关。该研究为该钢种生产过程铸锭质量改善提供了依据。

H13模铸钢锭中夹杂物的分布解剖

对5.0 t H13铸锭进行了解剖,采用扫描电镜和能谱分析对铸锭中夹杂物进行了形貌和组成分析,通过T[O]分析和金相显微镜统计分析对铸锭中夹杂物的分布进行了研究.结果表明铸锭中氧含量较高,平均值达到27.8×10-6,必须进一步精炼;铸锭中夹杂物主要为近球形的CaO--Al2O3--SiO2夹杂,块状TiN--VN夹杂,沿晶界分布的条状VC--CrC--MoC夹杂物和少量的CaS--MnS夹杂;尺寸较大的VC--CrC--MoC夹杂物对H13钢的韧性影响较大,必须在后续热处理及精炼中加以控制;T[O]和夹杂物在铸锭中分布不均匀,在铸锭头部中心附近,夹杂物及总氧呈负偏聚;而在铸锭中部及锭尾中心附近,夹杂物及总氧呈正偏聚;同时,铸锭中下部大尺寸夹杂物数量比较高.为了表征夹杂物的偏聚程度,本文提出了夹杂物偏聚指数的新概念.在5 t H13铸锭头部中心夹杂物偏聚指数达到0.75～0.85,而在中下部夹杂物偏聚指数达到1.2～1.3.

IF钢连铸坯表层夹杂物

针对国内某厂以BOF--RH--CC流程生产的IF钢连铸坯,采用氧氮化学分析、光学显微镜分析、扫描电镜分析、能谱分析和金属原位统计分布分析等多种分析方法,综合分析了夹杂物的尺寸、数量、分布以及成分等.结果表明,非稳态浇铸下铸坯二次氧化严重,大型夹杂物增多;铸坯宽度1/4位置表层夹杂物数量高于边部和中部;随着距内弧表面距离的增加,Al系夹杂物平均粒度越来越小,大于10μm的夹杂物比例也越来越小;铸坯表层夹杂物含量和粒度明显高于铸坯内部,其中距内弧6 mm处夹杂物总数最多.

炼钢过程含铁尘泥的基本物性与综合利用

对国内8家具有行业代表性的长、短流程钢铁企业含铁粉尘利用现状进行调研,并采用X射线荧光光谱、化学分析、激光粒度分析、X射线衍射和扫描电子显微分析等手段对含铁粉尘性状进行了分析.结果表明:炼钢粉尘铁、钙、锌元素含量较高,不仅可在钢铁生产中回收利用,还可开发为高附加值产品,用于化工、材料等行业;但产自不同工序的粉尘的粒度、比表面积、水分等物性差异较大;铁主要以磁铁矿、赤铁矿、氧化亚铁、少量金属铁及铁酸钙形式存在,Zn以铁酸锌存在.炼钢粉尘的研发利用必须充分考虑上述诸多因素.目前炼钢粉尘外售比例较大,部分用作烧结配料,少量用于炼钢造渣剂,利用层次较低,需研究高效利用工艺技术.

Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢凝固特性研究

某厂试制的Fe-25Mn-3Si-3AlTWIP钢电渣重熔锭在高温锻压过程中出现开裂。利用Gleeble3500热模拟试验机研究了Fe-25Mn-3Si-3AlTWIP钢的高温力学性能，得出第工脆性区间为1250℃到熔点，第Ⅲ脆性区间为650~800℃。利用扫描电镜（SEM）观察不同拉伸温度下断口的宏观形貌，光学显微镜观察断口附近的组织形貌，电子探针（EPMA）测定拉伸试样的偏析状态，电子背散射衍射（EBSD）试验分析研究试样中的相组成，以此来确定Fe-25Mn-3Si-3AlTWP钢的断裂机制。研究表明，在第Ⅲ脆性区间，TWIP钢的断裂形式为沿晶和穿晶的混合断裂，其脆性断裂的主要原因为铁素体的析出和晶界偏析。动态再结晶对提高TWIP钢的高温塑性具有决定性的影响。在今后的生产中应优化电渣重熔和热加工的工艺参数以避免裂纹的产生。

低碳TWIP钢AOD氧化精炼过程数学模型

依据AOD精炼反应前期为供氧控速、后期为碳扩散控速的机理建立了低碳TWIP钢AOD氧化精炼过程数学模型.对8t AOD冶炼TWIP钢氧化过程钢液中碳、硅和锰含量变化进行了计算,碳含量变化与实测数据偏差小于5%.研究表明,8t AOD冶炼TWIP钢脱碳的临界碳含量处于0.33%~0.38%之间.

微波加热金属液体的实验研究

研究微波加热液态金属的升温特征,在MobileLab-W-R型微波工作站中进行了微波直接加热铜液和铁液的实验研究,实现了微波直接加热铜液和铁液实验,对比研究了微波直接加热和间接加热铜液与铁液的加热效果,并研究了微波功率、金属液质量、温度等对微波直接加热效果的影响,探讨了微波直接加热金属液体的机理.结果表明,微波可以以较快的升温速度直接加热铜液和铁液,且升温速率与微波加热功率呈近似线性递增关系;在相同微波直接加热条件下,同等质量的铜液和铁液的升温速度相近,但不同质量铁液加热时,由于其表面积、微波场强分布等因素的影响,铁液质量对微波加热效果的影响没有明显的线性关系.理论分析认为,铜和铁在熔化后电阻率增大,磁导率明显下降,导致微波在铜液和铁液内部的趋肤深度显著大于固态铜和铁;电导损耗是实现微波直接加热液态金属的主要机制,液态金属可通过电子与原子核碰撞、表面快速更新、内部缺陷阻碍电子运动、原子运动及碰撞等形式吸收微波,将微波能量转化为自身热量.