用高炉钛渣冶炼钛硅合金的研究

介绍了用直流电热法从攀钢高炉钛渣中冶炼钛硅合金的工艺。研究了电硅热法冶炼钛硅合金时渣中ＴｉＯ２的还原贫化规律和直流电对钛硅合金冶炼的作用，用直流电硅热法可生产含Ｔｉ２０％左右的钛硅合金，钛回收率小于６０％．开发了直流电硅铝热法生产钛硅合金工艺，采用直流电硅铝热法可生产含Ｔｉ＞３０％、Ｓｉ＜３５％的钛硅合金，钛回收率大于８０％，铁硅合金可部分取代钛铁用于炼钢，还原残渣可用于制水泥。

提高钛硅合金等级的研究

在采用硅铝铁作还原剂冶炼钛硅合金的实验中，研究了冶炼温度、炉料初始碱度、还原剂用量等因素对钛硅合金中钛、硅含量、残渣中ＴｉＯ２含量、钛回收率的影响，获得了升钛降硅的最佳工艺参数。利用实验获得的最佳工艺参数进行了实验室稳定试验和半工业性稳定试验。

熔盐电解TiO2/SiO2混合物制备钛硅合金的热力学分析

以熔盐电解TiO2/SiO2混合物制备钛硅合金为研究对象,通过热力学计算,分析了TiO2/SiO2在直接电解还原过程中可能的反应路径。结果表明,TiO2和SiO2的电脱氧反应倾向于TiO2在单质Si基础上电解还原得到TiSi2,以及SiO2在单质Ti基础上得到Ti5Si3合金。中间产物CaTiO3和CaSiO3稳定,较难被还原。增大熔盐中O2-的活度有利于降低CaTiO3和CaSiO3的分解电压。CaTiO3在电脱氧后优先与Si反应生成TiSi2,CaSiO3在电脱氧后优先与Ti反应直接生成Ti5Si3。

钛矿渣电硅热法生产钛硅合金时渣中TiO_2的还原贫化行为

建立了实验条件下钛矿渣电硅热法冶炼钛硅合金时，渣中ＴｉＯ２还原贫化行为的数学模型；通过实验和数学模型研究了冶炼温度、炉料初始碱度、还原剂用量、冶炼时间、渣中ＴｉＯ２等冶炼条件对渣中ＴｉＯ２还原贫化的影响。

B对亚共晶钛硅合金凝固行为的影响

研究了微量B对亚共晶钛硅合金(Ti-5Si)微观组织的影响,分析了B原子在金属凝固过程中树枝晶形成和共晶反应中的作用。金相组织观察和SEM试验结果表明,亚共晶钛硅合金(Ti-5Si)中添加微量B,可以显著改变微观组织中树枝晶的形貌,减少初生树枝晶含量,提高共晶组织含量。分析认为,这归因于微量B的添加可以提高亚共晶钛硅合金(Ti-5Si)中硅的当量值。

钛矿渣电热法制取钛硅合金时直流电作用的实验研究

本文研究了实验条件下钛矿渣直流电硅热法制取钛硅合金时直流电对渣中TiO2还原贫化的作用．研究表明：直流电所特有的电解还原和金属液滴电泳沉降对渣中TiO2的还原及合金微粒的沉降均有促进作用外加直流电可使渣中TiO2贫化速度、合金中钛含量、合金收得率、钛回收率升高，合金中硅含量、残渣中TiO2含量降低．半工业性试验结果与此类似．

钛硅合金在LF合金化实践

分析了钛在钢液合金化过程的特点,在钢包精炼炉试验了钛硅合金,从钢液钛收得率、硅含量变化、产品质量、经济效益等方面进行了分析,并与钛铁进行了比较。试验结果表明,钛硅合金对产品质量没有影响,适合在含硅的钛合金化钢的生产中使用。

固溶处理对钛硅共晶合金组织与断裂行为的影响

研究了固溶处理对Ti Si共晶合金组织和性能的影响。结果表明 ,经 10 5 0 (C固溶处理 ,可以有效改善Ti Si共晶合金的显微组织 ,大大提高合金的压缩塑性。进一步的断口分析显示 ,铸态Ti Si共晶合金的断裂是以瞬时脆性断裂为主要特征 ,而经固溶处理后 ,主要表现为第二相的拔出和撕裂。

钛硅系铸造合金的微观组织演变

研究了钛硅系铸造合金的相组成、微观组织。X射线衍射试验表明 ,随着硅含量的增加 ,Ti5Si3相 (ζ)的衍射峰越来越明显。同时 ,合金由固溶体的片状或网蓝组织逐渐演变为典型的棒状共晶组织。结果表明 。

钛硅共晶合金中硅化物及其对显微硬度的影响

观察了钛硅共晶系合金的微观组织。综合分析了X射线能谱 (X EDS)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线衍射 (XRD)结果 ,确认了铸态组织中析出的硅化物本质 ,并测得该硅化物的显微维氏硬度。结果表明 ,钛硅共晶合金铸态组织由α Ti和Ti5Si3 两相组成。亚共晶钛硅合金中共晶区比枝晶区具有更高的显微硬度 ,而共晶和过共晶合金的共晶区显微硬度明显高于亚共晶合金。

熔盐电解SiO2/TiO2制备硅钛合金的研究

采用熔盐电解法通过直接电解SiO2、TiO2混合物料来制备硅钛合金。热力学计算结果表明,在700℃下,SiO2和TiO2的理论分解电压分别为1.28V和1.37V,生成的单质硅和钛在高温下能够自发进行合金化反应,生成硅钛系列合金,且容易倾向于生成稳定合金相TiSi2合金。研究表明,以摩尔比50∶1的SiO2/TiO2混合物料为原料,在等摩尔比的CaCl2-NaCl混合熔盐中,在700℃、2.4V槽电压下,经过5h电解后,制备得到TiSi2/Si合金,微观形貌为粒径0.2~2.5μm的多孔颗粒堆积,单质硅颗粒覆盖在TiSi2合金颗粒表面。

铝硅钛多元合金在柴油机活塞中的应用

用铝矿直接除铁电解工艺生产的铝磋钛多元合金，其主要成分为铝、硅（３％～１０％）和钦（０．４％～２．０％），此外，还有总量为０．１％的Ｋ、Ｖ、Ｇａ、ＲＥ、Ｎａ和Ｃａ等多种微量元素．用铝硅钛多元合金直接熔配的铸造铝—硅合金，具有良好的耐热性和耐磨性。用这种合金浇注的活塞，其本体强度σｂ＝２２９～２４４．７ＭＰａ，σｂ３００℃＝９５．５ＭＰａ，体积稳定性≤０．０２５％，均优于常用活塞合金ＺＬ１０８、６６—１等。因此，铝硅钛合金是一种理想的活塞材料．

电解法生产铝硅钛多元合金述评

扼要介绍了铝土矿酸法除铁，直接电解生产铝硅钛合金及合金应用的工业试验结果，认为该新工艺生产铸造铝合金适合我国铝土矿资源特点，缩短了合金生产流程，可减少投资、降低能耗和生产成本，所得合金性能优越，具有广泛的应用前景。

铝硅钛合金表面激光熔覆G312铁基合金的研究

在铝硅钛合金表面，用Ｇ３１２铁基合金粉进行了激光熔覆实验，用金相显微镜和显微硬度计对试样进行了观察和测试，结果表明：选择合适的激光工艺参数可在铝硅钛合金表面熔覆上一层铁基合金层。加强对试样的冷却，可使熔覆层的显微硬度值达到基体硬度值的１３－１７倍。

电解法直接生产铝硅钛多元合金可行性分析

电解法直接生产铝硅钛多元合金与传统的熔配法生产铸造铝合金相比，其工艺适合我国矿产资源特征，实现了资源合理利用；流程较短、能耗和成本降低；产品物理性能优于溶配法合金；市场广阔，社会效益和经济效益较好。值得在我国推广。

铝硅钛合金的疲劳性能

以电解铝硅钛合金为基 ,在工厂的生产条件下熔炼成与 ZL10 8合金成份基本相同的铸造 AST10 8铝合金 ;对比分析研究了 AST10 8和 ZL10 8合金的疲劳性能 .结果表明 ,AST10 8合金比 ZL10 8合金具有更长的疲劳寿命 ,其主要原因是由于 AST10 8合金中自然存在的钛元素细化了 α(A1)晶粒 ,也使共晶硅粒子分布更加均匀 .用扫描电镜对疲劳断口观察后发现 ,疲劳裂纹都萌生于试样表面或亚表面的氧化物夹杂等缺陷处 ,减少夹杂等铸造缺陷对提高铸造铝合金的疲劳性能有利 .

钛硅共晶系合金结晶过程与微观形貌

观察和分析了钛硅共晶系合金的共晶结晶过程以及微观组织中Ti5Si3相的典型形貌。结果表明,亚共晶与共晶钛硅合金中Ti5Si3相在共晶析出时均生长成棒状甚至颗粒状。更细致的观察发现,Ti5Si3相的截面形貌为六角形,具有光滑的120°夹角界面,而且中心部位嵌有非共格的球形α-Ti颗粒。同时,Miedema理论计算结果表明,Ti5Si3相比β-Ti相具有更负的生成热,是钛硅共晶系合金中两相共晶时的领先相。

硅钛摩尔比对熔盐电化学制备硅钛合金的影响

为研究硅/钛摩尔比对熔盐电解制备硅钛合金组分及形貌的影响,以等摩尔比的CaCl2-NaCl熔盐为电解质,通过改变电解原料中硅/钛摩尔比,在槽电压2.4 V、电解温度700℃下电解5 h获得电解产物。结果表明,当硅/钛摩尔比分别为20、25和50时,电解产物均为单质Si和TiSi2合金,微观形貌分别为50~100 nm纳米线和50~200 nm微粒混合、30~50 nm纳米线和100~250 nm微粒以及粒径0.2~2.5μm的块状颗粒。

铝矿处理并直接电解生产铝硅钛合金（2）─—除铁矿粉电解生产铝硅钛合金

介绍了除铁铝矿直接电解生产铝硅钛合金试验结果，探讨了电解过程各成分的行为，通过指标对比。