Fe/Al/C、Fe/Al/Cu三元内电解处理亚甲基蓝染料废水

采用Fe/Al/C和Fe/Al/Cu三元内电解体系处理亚甲基蓝废水,探讨了Fe/Al/C填料质量比、Fe/Al/Cu填料质量比、填料投加量、废水初始pH、反应时间和反应温度对COD去除率的影响。通过单因素分析和正交实验优化了两种内电解的工艺条件。结果表明,Fe/Al/C和Fe/Al/Cu三元体系的优化工艺条件:Fe/Al/C填料质量比为1∶0.2∶1,填料投加量为13.2 g/L,初始pH为7.0,反应时间为48 h,反应温度为25℃;Fe/Al/Cu填料质量比为4∶0.5∶5,填料投加量为15.2 g/L,溶液pH为5.0,反应时间为28 h,反应温度为20℃。在此条件下,出水COD均小于20 mg/L,COD去除率均达到90%以上。

Fe-C-Mn-Si-Al双相钢两相区加热过程中的奥氏体相变行为研究

采用Dictra软件模拟与实验验证相结合,研究了不同加热条件下铁素体+渗碳体向奥氏体的相变过程,重点分析了渗碳体溶解规律及其对奥氏体相变动力学的影响规律,借助场发射电子探针对不同加热路径下的铁素体及马氏体组织形貌及元素分布进行观测,使用透射电镜对渗碳体和残余奥氏体进行了表征。结果表明,慢速加热至740℃长时间等温与加热至780℃较短时间等温对比发现,虽然渗碳体刚溶解完全时的奥氏体分数相差不大,但在渗碳体溶解的过程中,奥氏体相变的方式不尽相同。在慢速加热条件下,铁素体晶界处为奥氏体优先形核地点;快速加热条件下,由于形核驱动力提高,铁素体晶粒内部的渗碳体处同样可以形核。740℃等温结合快速加热,获得了马氏体与残余奥氏体的“壳-核”组织结构。

Cr元素掺杂对Fe-C-Mn-Al系轻质钢的影响研究进展

Fe-C-Mn-Al系轻质钢具有良好的耐腐蚀性、低密度和优异的综合力学性能,在钢中添加合金元素会显著影响相变热力学与动力学,进一步影响并决定组织形貌的演化过程.添加Cr元素会对Fe-C-Mn-Al系轻质钢微观组织产生显著作用,重点对添加不同含量的Cr元素后,对κ-碳化物、β-Mn和DO_(3)等相生长、晶粒尺寸变化及晶界角度的改变,促进Al_(2)O_(3)及含Cr氧化物的生成,以及提高Fe-C-Mn-Al系轻质钢抗拉强度、耐腐蚀性和抗氧化性等性能的情况进行分析.并归纳总结了Cr元素的加入及不同含量的Cr元素给Fe-C-Mn-Al系轻质钢带来的优势,同时对当前的发展趋势进行展望.

固溶温度对Fe-20Mn-9Al-1.2C低密度钢组织性能的影响

为了达到低密度高强钢优异强韧性结合的目的,设计了一种低密度高强钢Fe-20Mn-9Al-1.2C,经冶炼、锻造和热轧后在900,950,1 000,1 050℃下分别进行固溶处理,保温24 min,并快速水淬,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EMPA)等试验方法研究固溶温度对试验钢组织性能的影响.结果表明:所设计的新型低密度钢的密度为6.826 g/cm^(3),比常规钢的密度降低约13%.当固溶温度为1 000℃,低密度钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度可达1 065 MPa,屈服强度为937 MPa,延伸率为65.3%,强塑积可达69.5 GPa·%,-40℃冲击功(V型缺口)为49 J.

Fe-28Mn-10Al-0.8C的热压缩行为及微观组织结构转变

通过Gleeble-3500热模拟机研究了铸态Fe-28Mn-10Al-0.8C低密度高强钢在850~1050℃温度范围和0.01~10 s^(-1)应变速率范围内的热压缩行为和组织转变。实验结果表明,Fe-28Mn-10Al-0.8C钢的动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX)行为与变形温度、应变和应变速率直接相关。基于双曲正弦函数和线性拟合,实验钢的可用活化能(Q)为454.64 kJ/mol。给出了实验钢在热压缩变形过程中的组织演变和动态再结晶过程:变形温度的升高或应变速率的降低,可促进奥氏体的动态再结晶和晶粒长大;随着应变速率的增加,会得到更细小的奥氏体动态再结晶晶粒。

Fe-Mn-Al-C系低密度钢及其强韧化机制研究进展

汽车行业的迅速发展使得能源消耗、环境污染等问题日益严重,而开发高强度且轻量化的汽车用钢对节能减排具有重要意义。目前正在研发的第三代先进高强钢包括轻质(Lightweight)钢、Q&P(Quenching and partitioning)钢和中锰钢(Mn质量分数为5%~10%)。其中,Fe-Mn-Al-C系低密度高强钢由于Al元素的加入,在密度降低的同时保持着良好的力学性能,满足第三代汽车用钢对轻量化的要求。同时,由于大量Al、Mn和C元素的添加,Fe-Mn-Al-C系低密度钢的冶炼连铸、微观结构、变形机制、加工过程及应用性能与传统钢种大不相同。本文系统阐述了Fe-Mn-Al-C系低密度钢的成分设计及其中合金元素的作用,介绍了低密度钢的微观组织结构特征;重点讨论了单一铁素体钢、奥氏体基钢、奥氏体基双相钢和铁素体基双相钢的各种强韧化机制,包括固溶强化、细晶强化、沉淀强化及其独特的应变硬化机制,如相变诱导塑性(TRIP)、孪晶诱导塑性(TWIP)、微带诱导塑性(MBIP)、剪切带诱导塑性(SIP)和动态滑移带细化(DSBR)等;并就层错能(SFE)对奥氏体钢变形机制产生的影响进行了总结;最后,对Fe-Mn-Al-C系低密度钢的强韧化机制研究进行展望,为后续研究者的工作提供参考。

Fe-Mn-Al-C系低密度钢热处理研究进展

在节能环保大背景下,汽车工业领域用钢不断得到升级优化,作为新一代先进钢铁材料,Fe-Mn-Al-C系低密度钢以其低密度和高强韧性得到了越来越多的关注。Fe-Mn-Al-C系低密度钢中基本合金元素为Fe、Mn、Al、C,基本组成相为奥氏体(γ)、铁素体(α),在一定工艺条件下,还含有κ-碳化物、B2、DO_(3)和β-Mn等析出相,根据其组成相,可分为铁素体低密度钢、奥氏体低密度钢、铁素体基低密度钢和奥氏体基低密度钢。热处理工艺对调控低密度钢组织构成和析出相的析出行为有着重要作用,进而提高低密度钢的综合力学性能。研究表明,退火处理可以有效地消除冷轧低密度钢的带状组织,改善其强韧性;而控制固溶和时效处理工艺,可以调控析出相的大小、形态、分布等获得高强塑积低密度钢,因此热处理是优化低密度钢综合性能的一个行之有效的方法。本文对Fe-Mn-Al-C系低密度钢的成分设计和组成相特点作了介绍,从热处理工艺角度出发,对该体系钢的微观结构和力学性能影响进行了综述,着重从退火、固溶处理和时效处理等热处理方式进行了阐释,基于Fe-Mn-Al-C系低密度钢研究现状,对该体系钢未来的研究方向进行了展望,为后续研究提供一定的参考价值。

Fe-Mn-Al-Ni-C低密度钢铸锭的再结晶特征与热加工图

在变形温度为925~1150℃和应变速率为0.01~10 s^(-1)的条件下,采用THERMECMASTOR 100 kN热模拟试验机研究了Fe-15Mn-15Al-5Ni-1C低密度钢铸锭的热变形行为,分析了其动态再结晶(DRX)特征,并绘制了其在不同应变量下的热加工图。结果表明:该铸锭变形后的组织主要由高温铁素体(δ-F)、奥氏体(A)、α-铁素体(α-F)和κ-碳化物组成。δ-F和κ-碳化物的存在使得铸锭的热加工性能变差,只有在变形温度升高到1125℃或者应变速率下降到0.02 s^(-1)时,铸锭才能获得再结晶组织,实现软化。Fe-15Mn-15Al-5Ni-1C低密度钢存在两个适宜的热加工区域,区域1:变形温度为1125~1150℃,应变速率为0.01~0.5 s^(-1);区域2:变形温度为925~1080℃,应变速率为0.01~0.02 s^(-1)。

淬火-回火热处理对超高强Fe-Mn-Al-C合金钢组织与力学性能影响研究

对一种成分为Fe-8Mn-8Al-0.8C的Fe-Mn-Al-C系超高强合金钢的热轧钢板进行“淬火+回火”热处理试验,研究其力学性能和微观组织。结果表明,试验用钢在热轧后由铁素体、奥氏体以及κ-碳化物三种物相组成,且组织呈现明显的带状,经热处理后κ-碳化物消除,热轧板在900℃保温1 h后水淬200℃回火60 min后呈现最优整体力学性能,抗拉强度达到1410 MPa,延伸率为29%,强塑积达到41 GPa·%。

热处理工艺对Fe-Mn-Al-C钢组织和性能的影响

利用SEM、XRD、EPMA等试验方法,对不同退火、固溶以及时效工艺下Fe-Mn-Al-C钢的组织演变规律和力学性能进行研究。结果表明,900~1050℃退火温度对试验钢的组织与性能影响较大,随着退火温度的升高晶粒尺寸增大、碳化物逐渐回溶,强度降低、塑韧性提高,在1050℃保温2 h空冷时抗拉强度为1036 MPa,断后伸长率为39%,冲击功41 J,强塑积40 GPa·%;经1050℃保温2 h水冷固溶后时效处理,试验钢组织为奥氏体+铁素体+κ碳化物,随着时效温度的增高,κ碳化物逐渐析出,使试验钢的强度增加、塑韧性降低。600℃时效时,抗拉强度1145 MPa、断后伸长率22%、冲击功28 J,综合力学性能全部满足设计要求。

Fe/Al/C多元微电解-H_(2)O_(2)工艺处理农药生产废水

采用Fe/Al/C多元微电解-H_(2)O_(2)工艺处理农药生产废水。通过间歇实验考察了该工艺的运行参数,结果显示在初始p H值为4、Na_(2)SO_(4)投加量为0.03 mol/L、H_(2)O_(2)投加量为1.5 m L/L和反应时间为80 min的条件下对农药生产废水的处理效果最佳。在连续运行条件下,该工艺对农药生产废水中COD的平均去除率为88.5%,平均生物毒性削减率为63.7%,B/C值由0.126提高到0.341。Fe/Al/C多元微电解-H_(2)O_(2)工艺降解农药生产废水的过程符合一级动力学反应,速率常数k_(COD)=0.018 8min^(-1),相关系数R^(2)=0.989 8。农药生产废水经过Fe/Al/C多元微电解-H_(2)O_(2)工艺处理后,有机物各基团的UV-Vis光谱强度都得到了显著削减,即有机物被有效降解。

(Ti,Fe)-Al-C体系钢铁基复合材料的热力学计算与分析

利用溶液热力学理论,研究了(Ti,Fe)AlC体系钢铁基复合材料可能的反应产物的吉布斯自由能变化。热力学实验模型是在FeC熔液中加入钛铁合金(Ti,Fe)和纯铝块,继续加热到1600℃,熔液经过充分混合、反应后随炉冷却到常温。计算结果表明,TiC先于Fe2Ti、Fe3C等相生成,但始终没有Al4C3和TiAl3相产生;体系中TiC的热力学稳定性最高;在凝固过程中,TiC相优先析出,随后可能有Fe2Ti、Fe3C等相析出;铝含量的增加能够促进TiC、Fe2Ti、Fe3C等相的生成。

衬板用Fe-24Mn-7Al-1C耐磨钢的热处理工艺对组织和性能影响

采用金属模具浇注新型Fe-24Mn-7Al-1C轻质奥氏体耐磨钢。用X射线衍射分析、显微组织及断口形貌观察、析出物能谱分析,研究余热水韧处理和常规水韧处理对新型钢种的组织、力学性能、断裂机理的影响。结果表明:晶界处粗大的未溶碳化物为(Fe,Mn)3Al C的κ碳化物,该碳化物在950℃后迅速溶于奥氏体基体中。余热水韧处理温度850℃左右,其冲击韧性值(V型缺口)108.3 J/cm2,表面硬度为219 HB(心部硬度217 HB),抗拉强度为784.6 MPa,屈服强度408.9 MPa,断后伸长率为53.8%;断口由准解理区域和大小不一的韧窝断裂区域组成。常规水韧处理时在1050℃保温1 h后综合性能最佳,其冲击韧性值(V型缺口)231.3 J/cm2,硬度为205 HB,抗拉强度为809.6 MPa,屈服强度410.9 MPa,断后伸长率为56.9%;常规水韧处理的断口形貌呈韧窝状,断裂机理为典型微孔聚集型断裂。

Fe-Ti-C-Al体系中二元相的原位生成热力学计算

用溶液热力学方法研究了在1 400～1 600℃温度范围内,Ti、C、Al等元素对Fe-Ti-C-Al体系的影响。计算结果表明,在1 600℃时,TiC能在Fe溶液中直接反应生成,并且Al能促进各反应生成吉布斯自由能变的降低。在1 400～1 600℃温度范围内,Ti含量的增加能促进Ti Al3和Fe2Ti的降低,Fe3C的升高;C含量的增加能够促进Fe3C、TiC和Ti Al3的降低;此外,过量的C能促进Fe2Ti的升高。

Fe-Mn-Al-C系低密度钢焊接性能研究

针对12 mm厚Fe-Mn-Al-C系低密度钢热轧试验板,采用半自动MIG焊接工艺,焊接材料选用奥氏体不锈钢焊丝,对低密度钢的焊接性进行试验研究,重点考察低密度钢的焊接抗裂性、焊接工艺性及接头力学性能。结果表明:在纯氩保护气氛条件下,低密度钢同种材料的焊接具有良好的可焊性和优良的焊接抗裂性;焊接接头平均抗拉强度为750.7MPa,平均断后伸长率为11.0%。

Fe-Mn-Al-C合金的高温氧化行为

为了考察Fe-Mn-Al-C合金在高温空气介质中的抗氧化性能,本文利用热分析天平连续称重法,测定了三种合金在700～900℃下的氧化动力学曲线,计算了其抛物线速度常数及氧化激活能。并利用X射线结构分析、扫描电镜观察、能谱分析等手段对氧化层的特征及合金元素在氧化层中的分布进行了分析。结果表明,由脱碳所控制的氧化第一阶段,导致了氧化膜的多孔性,显示出第一阶段高的抛物线速度常数。氧化第二阶段为合金元素所控制,锰的选择性氧化在氧化过程中起主要作用。稀土元素的加入,可使氧化第二阶段的激活能升高,且可减轻或抑制内氧化区的出现。

Fe-Al/C催化合成对氨基苯甲醚

对氨基苯甲醚是一种医药和染料的重要中间体。研究了以Fe-Al/C复合催化剂催化水合肼还原对硝基苯甲醚合成对氨基苯甲醚的工艺。结果表明:0.05mol的对硝基苯甲醚,反应温度为70℃,物料比为n(对硝基苯甲醚):n(水合肼)=1:4,反应时间为130分钟,产率为88.18%。产物经熔点测定、元素分析和红外光谱确证。

Fe-Mn-Al-C系中锰钢的研究现状与发展前景

随着汽车保有量的提高,能源消耗和环境问题对汽车用钢提出了轻量化的要求.目前正在发展的第三代汽车用钢的研究思路是将加入轻量元素以"轻"和增强增塑以"薄"相结合.Fe-Mn-Al-C系中锰钢作为第三代汽车用钢的主要组成部分,是当今的研究热点之一.本文总结了近些年国内外Fe-Mn-Al-C系中锰钢的研究文献,从生产成本、力学性能等方面介绍了Fe-Mn-Al-C系中锰钢的优势.从成分设计、工艺设计、组织特征、变形及断裂机制等多个方面出发,对文献进行分析,总结出了合金成分、工艺路线和组织特征对性能的影响规律.阐述了奥氏体层错能及其稳定性对中锰钢变形机制,尤其是相变诱导塑性(TRIP效应)的影响规律.最后对目前Fe-Mn-Al-C系中锰钢研究过程中存在的争议问题进行了总结,展望了未来的发展趋势,以期为中锰钢的后续研究和实际生产提供参考.

Fe-20Mn-5Al-8Cr-1.9C合金中Al的作用

利用X射线衍射仪、电子探针、透射电镜对Fe Mn Al(Cr) C系合金在 112 0℃固溶处理、不同温度时效后的组织进行了研究。结果表明 ,Al在固溶处理和时效后都均匀分布在固溶体中 ,并可以增加Fe Mn Al(Cr) C系合金时效时奥氏体基体和碳化物的稳定性 ,使Fe Mn Al(Cr) C系合金形成有序固溶体的温度升高。

快速凝固Al－Fe－Ti－C合金的显微结构及退火过程中的相变

研究了快速凝固Ａｌ－Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ合金的显微结构及退火过程中的相变。初始快凝态组织由α－Ａｌ微胞晶组成，在胞晶边界分布着较大并拉长的非晶相；在胞晶内部则为细小弥散的球状亚稳Ａｌ_６Ｒｅ相（底心正交结构），Ｔｉ和Ｃ全部过饱和固溶于α－Ａｌ中。当７７３Ｋ退火５ｈ时，非晶相转变为α_Ｔ－ＡｌＦｅＳｉ相（斜方结构），Ａｌ_６Ｆｅ相部分转变为片状Ａｌ_３Ｆｅ相（底心单斜结构），部分长大但仍保持球状和底心正方结构过饱和固溶于α－Ａｌ基体中的Ｔｉ和Ｃ则以ＴｉＣ形式弥散析出。