快速凝固+热挤压制备TiB_(2)增强铝基复合材料

为了避免传统铸锭的组织粗大与微观偏析影响材料强度的提升,采用快速凝固单辊熔体旋转法制备5%TiB_(2)增强Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er复合材料薄带,其中TiB_(2)颗粒的质量分数为5%,在380~440℃温度下进行热力挤压获得复合材料棒材,通过X射线衍射、扫描电镜、拉伸测试等分析手段研究TiB_(2)增强铝基复合材料显微组织与力学性能。结果表明:快速凝固能明显细化复合材料晶粒,组织均匀,制备的TiB_(2)增强复合材料带材晶粒尺寸为4~6μm;细晶复合材料带材经热挤压得到棒材,TiB_(2)颗粒均匀分布;随挤压温度升高,复合材料棒材抗拉强度从381 MPa提升到445 MPa,晶粒有所长大。综合考虑,挤压温度420℃、保温30 min为最佳快速凝固+热挤压制备复合材料工艺参数。快速凝固技术在铝基复合材料晶粒细化方面有很大潜力。

稀土Y对TiB_(2)/Al-Zn-Mg-Cu-Zr微观组织与性能的影响

稀土Y对TiB2颗粒增强复合材料具有优异的细化效果,可改善TiB2颗粒团簇造成的性能损伤,对提高复合材料综合力学性能有重要作用。本文采用传统铸造及热挤压工艺制备3%(质量分数)TiB_(2)/Al–Zn–Mg–Cu–Zr–Y复合材料板材,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、室温拉伸测试等表征手段研究了不同Y含量对TiB2增强铝基复合材料的显微组织与力学性能的影响。结果表明,Y元素的添加可以细化复合材料铸态组织,添加0.1%Y(质量分数)时,细化效果最好,T6态的综合性能最优,抗拉强度为729.85 MPa,延伸率高达8.06%。Y元素的加入使晶界处生成难溶相Al_(8)Cu_(4)Y(Zr),热挤压可使其破碎并起到一定强化效应,但过量的Al_(8)Cu_(4)Y(Zr)导致材料强度、塑性降低。TiB2颗粒增加了基体内位错密度,起到位错强化、载荷传递强化效应。GP II和η′是复合材料T6态中主要的纳米强化相。

铝热自蔓延还原氧化铪实验研究

本文采用化学分析、X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)等手段和方法,对铝热自蔓延还原氧化铪方法进行实验研究。结果表明,在物料单位发热量大于3000 kJ/kg的条件下,可实现氧化铪的直接还原,原料加入CaO后,产物的渣金分离效果明显。XRD分析结果表明,还原产物为Al3Hf金属间化合物;SEM和能谱仪(EDS)分析结果表明,金属产物呈现片状,不规则线性排列,由Al3Hf相区和Al相区组成;化学分析结果表明,金属产物中氧含量低至0.20%,铪含量高达41.20%。

耐600℃及以上高温钛合金研究进展

概述了国内外耐600℃及以上高温钛合金的研究现状,在总结英国IMI834、美国Ti-1100、俄罗斯BT36、中国Ti60、TG6、Ti600、Ti65、Ti750等合金组成及性能的基础上,指出了制约高温钛合金发展的主要瓶颈,并针对目前的研究现状,提出了一些可供借鉴的解决办法。从提高高温钛合金的热稳定性、热强性和高温蠕变强度的角度对制备Ti基复合材料、优化合金成分、优化热加工工艺调控组织、控制α2相的尺寸、数量、体积分数和形态等方面进行了未来展望,为高性能高温钛合金的研制提供了理论基础和参考作用。

铝热法直接还原氧化锆制备金属锆的研究

研究改进了金属热还原法制备核级金属锆的工艺,首先采用铝热法直接还原氧化锆制备Al-Zr中间合金,再通过真空电子束熔炼炉真空脱铝精炼得到金属锆。利用差热分析(DSC)确定了铝热还原制备Al-Zr中间合金的理论可行性,发现反应约在945℃发生。通过添加KClO_(3)为发热剂,控制体系热效应为3000 kJ·kg_(-1),加入34.00%(质量分数)的CaO和8.00%的CaF_(2)辅助造渣,产物渣金分离效果显著,Al-Zr中间合金收率可达到73.40%。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、化学成分分析对Al-Zr中间合金进行表征,结果表明:铝热还原法可以成功制备Al-Zr中间合金;其内部微观结构呈层片状,由富Al相和富Zr的Al_(3)Zr相组成,最优氧含量为0.044%。利用Al,Zr饱和蒸汽压差异,通过电子束熔炼炉对中间合金进行真空脱铝精炼。XRD和元素分析表明,电子束炉精炼产物主要为金属锆,其中Zr含量为97.44%,主要杂质气体元素O含量为0.23%,N含量为0.14%。

钨冶炼渣综合回收利用的研究进展

综述了钨冶炼渣中有用金属回收利用现状与研究进展,介绍了黑钨和白钨的冶炼工艺、钨、锡、钽、铌、钪回收工艺与理论、钨冶炼渣的减量化处理研究进展.重选和浮选工艺可回收钨锡,得到钨锡精矿后再进行冶炼,选矿工艺流程简单易工业生产且成本低,但适应性较差,对于较细物料无法有效回收,湿法冶金工艺可回收钨、锡、钽、铌、钪,适应性强但流程复杂,酸碱废水对环境影响大;钨冶炼渣减量化是综合利用的根本要求,目前主要用来制做水泥辅料、建筑胶砂、多孔材料、微晶玻璃等,介绍了目前减量化处理的研究现状.最后提出了问题与建议,钪钽铌稀有金属提取工艺的进步依赖萃取剂和离子交换树脂的发展,可利用材料领域内第一性原理和化学配位理论,研发选择性强的萃取剂和交换容量大的离子交换树脂,解决萃取剂选择性差、离子交换树脂交换容量小、废水量大的问题,从原子层面研究出相互作用机理,最终筛选出高效萃取剂及离子交换树脂.指出选冶联合工艺,开发短流程绿色提取技术、冶炼渣高附加值材料研制技术可能是今后研究的重点.

碳微合金化对Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe低成本钛合金组织及力学性能的影响

采用水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼炉制备了不同碳含量为0、0.1%、0.15%和0.3%的Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe低成本钛合金,研究了碳微合金化对钛合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明:随着碳元素的引入,原始β晶粒以及α片层宽度尺寸有一定的细化,合金铸态凝固组织由魏氏组织逐渐转变为网篮组织,TiC在晶界析出。碳含量增加,合金强度增强,塑性降低,其中Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe-0.1C合金综合力学性能最佳,抗拉强度和屈服强度分别为979 MPa和920 MPa,延伸率为5.4%。