异种材料不锈钢和铝合金焊接技术研究及应用

应急放试验工装采用异种材料304不锈钢和6061铝合金焊接而成。在采用熔钎焊工艺焊接时,由于这两种材料的化学成分不同以及熔点的差异,在焊缝中形成多种Fe-Al脆性金属间化合物以及共晶体混合组织,导致出现严重的裂纹和气孔缺陷。本文进行了304不锈钢/6061铝合金对接和T形结构的焊接工艺研究。首先在304不锈钢侧采用铝铁青铜材料焊接制作中间过渡层,然后采用ER5356焊丝对6061铝合金和过渡层进行焊接,从而使钢和铝之间相互熔合。采用交流方波TIG焊和合适的焊接参数,控制钢和铝异种材料焊接过程中脆性金属间化合物及共晶体混合组织的形成,解决了不锈钢和铝合金异种材料无法熔融焊接的问题。所得到的焊缝力学性能优良,该工艺已成功用于应急放试验工装的焊接加工制造中。

不等厚铝/钢激光焊接接头组织与性能研究

为了改善铝/钢连接性能,采用激光技术通过调整工艺参数获得了拉伸强度达到铝母材40%的不等厚铝/钢对焊接头,并对接头焊缝组织、界面化合物、力学性能展开了分析。结果表明,焊接速率为1.8 m/min、激光向钢侧偏置0.3 mm、离焦量为0 mm、激光功率为3.0 kW时,接头抗拉强度达到38 MPa;保持其它焊接参数不变,离焦量为-2 mm时,接头抗拉强度进一步提升至57.7 MPa,焊缝截面形状由酒杯状变为束腰状,熔合线更加整齐,附近裂纹、气孔缺陷明显减少;焊缝界面区域物相衍射与能谱分析表明,沿熔合线垂直方向生长的化合物为脆韧程度不尽相同的FeAl、FeAl_(3)、Fe_(2)Al_(5)和Fe_(2)CrAl、Fe_(3)Al;接头整体拉伸断裂模式为脆性断裂,断口表面部分位置连接强度较好,呈凹陷状,检测发现Fe_(3)Al。此研究结果在提升车身铝/钢连接处性能、车身减重以及节能减排方面具有重要现实意义。

Fe_3Al/Al_2O_3陶瓷复合梯度涂层抗热震性研究

通过800℃—压缩空气冷却热循环实验,对Fe_3Al/Al_2O_3梯度涂层的抗热震性和热震机制进行了研究。结果表明:涂层的主要热震损坏形式是随着循环次数的增加而产生的剥落。当裂纹在Al_2O_3中出现时,涂层将沿着基体-涂层界面迅速剥离,而对梯度涂层则具有相当的抗热震能力。实验证明:Fe_3Al中间层和涂层成分的梯度变化缓解了热循环应力,提高了抗热震损坏能力,同时,有利于涂层结合强度的提高。

无机絮凝剂在油田水处理中的应用发展

简要介绍了国内外油田水处理用的无机絮凝剂的基本情况。综述了无机高分子絮凝剂的种类、开发情况,重点介绍了聚铝、聚铁、硅酸盐的絮凝机理及在水中的形态,并指出其在油田水处理中的优缺点。提出了当前无机絮凝剂的应用和理论研究及发展方向。

三元FeCl_3-AlCl_3-GIC的制备及其插层反应过程的研究

采用混合熔融盐法制备以天然鳞片石墨作宿主、以FeCl3和AlCl3为插层剂的GIC。通过考察反应温度、碳与金属氯化物的摩尔比以及保温时间对产物阶结构的影响 ,探讨了FeCl3和AlCl3在石墨层间的插层反应过程。实验结果表明 :调节和控制插层反应条件 ,可以得到一阶FeCl3 GIC和一阶AlCl3 GIC相对含量不同的三元FeCl3 AlCl3 GIC。插层过程中存在通过生成中间产物AlFeCl6 ,以FeCl3逐渐替换AlCl3的插层反应机制。替换量随插层反应温度的升高。

超细Fe_3Al粉末表面处理偶联剂的用量及其作用机理

为了将具有特殊功能性的超细粒子Fe3 Al粉末均匀地分散于聚合物基体中 ,利用溶解吸附的方法在超细Fe3 Al粉末表面涂覆了硬脂酸和硅烷A 1 72偶联剂 .采用TG分析法测定了两种偶联剂在Fe3 Al粉末表面的单分子层饱和吸附量 (硬脂酸 1 2 4 %、A 1 72 1 8% ) ;借助红外光谱测试结果讨论了两种偶联剂与Fe3 Al粉末表面之间的作用机理 ;借助SEM观察了超细Fe3 Al粉末在聚合物基体中的分散情况 .结果表明 ,未经偶联剂处理的Fe3 Al粉末在基体中大量团聚 ,在单分子层饱和吸附量下经两种偶联剂处理的超细Fe3 Al粉末能均匀地分散于基体中 。

混凝剂聚硅酸硫酸铝铁的复合工艺及其在印染废水中的应用

将聚硅酸与聚合硫酸铁及硫酸铝进行复合,分别采用正交试验与单因素试验探讨了复合工艺条件,得出的优化复合条件为:二氧化硅用量2%,量比n(硅)n∶(金属)为12∶,n(铁)n∶(铝)为21∶,硅酸活化pH值2.5、活化时间≤1h;并用复合产品(聚硅铝铁)与市售印染废水专用脱色剂(HX-203)及聚合硫酸铁来处理牛仔布蓝色印染废水.经比较发现,复合产品(聚硅铝铁)比HX-203及聚合硫酸铁具有更高的COD去除效果,最后用红外光谱对聚硅酸与金属离子的结合机理进行简单分析.

原位氧化对Al掺杂β-FeSi_2热电材料结构与性能的影响

研究了快速凝固/热压Al掺杂FeSi_2基合金中的微观组织特征以及原位生成氧化物颗粒对热电材料电学性能的影响。结果表明,随着对快速凝固粉末氧化处理时间的延长,p型掺杂的β-FeSi_2半导体会先转变成n-型,然后又转变成p-型半导体,并存在“热伏极性反转”现象.氧化处理降低β-FeSi_2基热电材料的电学性能,未经氧化处理的FeAl_(0.1)Si_2材料在测量温度范围内的功率因子最大,在500℃达到465μW·m^(-1)·K^(-1)。

无机高分子絮凝剂在国内的研究进展

通过对国内近几年无机高分子絮凝剂铝系絮凝剂、铁系絮凝剂、硅系絮凝剂及其复合絮凝剂的制备和应用进展状况的比较研究, 发现复合絮凝剂的处理效果明显好些, 但高效、质优、价廉和无二次污染的絮凝剂尚有待开发.

Mn元素含量对富铁8系铝合金铸轧板组织的影响

通过电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)等分析了Mn元素含量对富铁8系铝合金铸轧板组织的影响。结果表明:随着Mn元素含量的升高,铸轧晶粒从边部到中心的晶粒长短轴比减小,晶粒尺寸呈现出增大的变化趋势,且越接近中心越接近等轴晶;合金中心的第二相体积分数呈现出随着Mn元素含量的增加逐渐升高的变化趋势,且会促进β-Fe富铁三元相逐渐向α-Fe富铁四元相的转变;Mn元素含量会对合金的织构含量产生一定的影响,且会促进随机取向织构逐渐向FCC晶体结构中典型的β取向线织构的转变。

煤催化制天然气过程的热分析

为得到以γ-Al_2O_3为载体的3种催化剂的催化性能,在固定床炉反应区温度650℃和床内压力2 MPa的条件下,考察了以γ-Al_2O_3为载体的3种催化剂对一步法煤制气中近乎同时进行的煤粉气化和甲烷化过程热效应及热效率的影响。其中铁基催化剂对气化反应的促进不如对甲烷化反应作用明显;钾、镍、钼活性组分的添加有利于提升铁基催化剂的综合催化性能,活性组分比重的增加强化了催化作用;由反映一步法反应中催化性能的指标反应过程热效率看,4K1Ni的煤气化热效率最高,其次是Fe15和K15Fe5Mo5。而从综合热效应的角度看,Fe15和K15Fe5Mo5的热效应最高,其次是钾镍复合催化剂,表明铁催化剂的热经济性较好。

大型铝叶轮的铸造工艺

简述了大型铝叶轮的结构特点和技术要求 ;详细介绍了采取顶注式浇注系统、成形外冷铁、复合铸型、组芯造型的铸造工艺 ,成功地生产出批量铝叶轮。

新型高分子无机混凝剂的开发与应用

介绍了一种以铝酸钙为主要原料的新型高分子无机混凝剂—复合硅铝铁混凝剂的生产过程。实践证明 ,控制主反应温度是制取高质量聚合铝的关键 ;而控制副反应的发展方向 ,可制得适合不同污水的复合硅铝铁混凝剂。将上述混凝剂分别用于电厂和炼油厂污水处理 。

絮凝法预处理含酚高浓度有机废水

采用聚合氯化铝铁(PAFC)分别与3种电荷类型聚丙烯酰胺(阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、非离子聚丙烯酰胺(NPAM))复配对含酚高浓度有机废水进行预处理,重点探讨复配絮凝剂对浊度、总酚和化学耗氧量(COD)的去除效果。对3种电荷类型有机絮凝剂进行筛选,研究结果证明PAFC与CPAM复配后絮凝效果最优。采用单因素试验和正交试验探讨PAFC投加量、CPAM投加量、pH和水力条件对含酚高浓度有机废水絮凝预处理效果的影响。结果表明:在pH为5、PAFC为1. 5 g/L和CPAM为20 mg/L,以300 r/min快速搅拌1 min和50 r/min慢速搅拌10 min时处理效果最佳,对浊度、总酚和COD最佳去除率分别为99. 1%、37. 5%和51. 4%。

超声熔体处理Al-7%Si合金坯料的半固态铸造

由于从循环利用的废料中不断累积增加Fe元素等杂质元素,所以铸造铝合金零部件高性能的要求往往很难实现。要求合金中粗大板条状的含铁化合物β-Al5FeSi在不使用变质剂和昂贵的纯铝锭条件下转变成无害的形貌结构。在凝固过程中通过利用超声振动来检测分析其对具有不同铁含量的Al-7%Si合金坯料的显微组织的变质效果。在感应加热至半固态温度583℃后,立即对超声熔体处理的坯料进行触变铸造,然后对触变铸造的铸件进行微观组织和拉伸性能检测分析。在触变铸造时,要求球形的初生α-Al相充填合金组织中的微小孔洞中,以便首先确定在坯料中通过超声熔体处理使合金显微组织产生变质效果。在605~630℃温度范围内进行超声熔体处理时,初生α-Al相从树枝状晶转变为细小的圆球形形貌。与未进行超声熔体处理的坯料相比,坯料超声熔体处理后合金中的粗大板条状β-Al5FeSi化合物相变得明显细小。升至583℃后进行半固态铸造不会明显改变β-Al5FeSi化合物的尺寸大小,可是却会使初生α-Al相的形貌变得更圆整,这有利于触变铸造。经预先加热的坯料进行触变铸造后,由于低的铸造温度,产生了快速凝固效果,使得合金中的共晶硅层片变得特别细小。在对超声熔体处理的坯料进行触变铸造时,具有不同铁含量的触变试样的抗拉强度变化并不大,即使合金含铁量达到2%。然而,用未处理的Al-7%Si-2%Fe合金坯料进行触变铸造时,其强度较差,仅为80 MPa,而用超声熔体处理的同种合金坯料,其抗拉强度达180 MPa。用超声熔体处理的不同含铁量的Al-7%Si合金坯料进行触变铸造时,其伸长率也提高了约一倍,例如触变铸造超声熔体处理的Al-7%Si-0.5%Fe合金坯料时,试样的伸长率为11%,而未进行超声熔体处理的同种合金触变铸造试件,其伸长率只有5%。

再生铝合金中含Fe杂质的控制技术现状

以废杂铝为原料生产再生铝,可减少铝土矿消耗,避免电解铝生产过程的高能耗和高排放。由于来源复杂、预处理难度高,废杂铝中不可避免地会混入大量铁杂质。含铁杂质会形成α-Fe、β-Fe、δ-Fe和π-Fe富铁金属间化合物,会显著减低再生铝合金的力学、抗腐蚀性能,恶化铸造性能,导致再生铝产品降级使用。本文综述了铝合金中含铁杂质去除技术的研究现状,主要包括离心法、电磁法、过滤法、熔剂法、变质元素法、超声波处理、热处理法等,并展望了未来除铁技术的的发展趋势。文章提出未来重点应在晶体生长、凝固理论基础上引入集成计算方法,探索铝合金中铁元素的传质、扩散、富集、偏析、迁移规律,这对富铁相控制有很强的指导意义;开发除铁率高、绿色环保的新型除铁熔剂,以提高熔剂吸附Fe杂质的能力、与Fe杂质反应的动力学进程、与铝熔体反应的均匀性和稳定性。

铁铝金属间化合物的改性研究进展

主要对提高铁铝金属间化合物的韧性和耐高温氧化性的改性方法进行归纳和总结,这些改性方法可以在一定程度上改善这些性能,但仍需要加大力度开发先进的制备工艺和改性方法以满足现代工业技术的要求。

铝合金与球墨铸铁复合加工工艺的研究

由于铝合金与球墨铸铁2种金属材料的金属特性如膨胀系数、硬度系数等相差较大,为实现铝合金与球墨铸铁的复合,针对两者的特性,通过镶嵌法、螺钉镶嵌法、整体铆合法、分体铆合法等复合加工方法逐步完善和解决铝合金与球墨铸铁复合加工过程中出现的问题,实现球墨铸铁与铝合金的复合。经过对4种加工工艺的研究发现:由于铝合金的线性膨胀,镶嵌法较难实现铝合金与球墨铸铁紧密结合;采用螺钉镶嵌法复合后的成品加热后,由于铝合金受热易变形,故螺钉易掉落;整体铆合法解决了螺钉镶嵌法中螺钉掉落的问题,由于线性膨胀铝合金发生形变;在分体铆合法中,由于缩小了铝合金的受力面积,故解决了铝合金的受热变形问题,是适合铝合金与球墨铸铁复合的加工工艺。

粉煤灰-铝土矿改性制备铝铁复合混凝剂的除磷性能及混凝机理研究

化学混凝法是城市污水处理深度除磷的有效方法,目前常用混凝剂主要存在成本高、除磷效率低且用量大等缺点.本研究采用常压酸浸法,以低成本的铝土矿和粉煤灰为主要原料制备无机复合混凝剂,并对其进行除磷应用及机理研究,结果表明：1自制混凝剂对生活污水中TP去除率达99.58%,出水TP含量为0.012 mg·L-1,优于GB18918—2002一级A标准.2 X-射线衍射和红外光谱结果显示,混凝剂中的Fe—OH、Al—OH、H—OH等基团能与水中的磷酸根作用生成沉淀达到除磷目的,该沉淀在沉降过程中还能吸附不易沉淀的含磷悬浮物,发挥网捕卷扫作用.3采用Ferron逐时络合比色法分析铝铁形态结果显示,混凝剂含有64.14%低聚态铝铁,能中和水中胶体的表面电荷致使胶体脱稳;11.27%中聚态铝铁可吸附在胶体表面,降低其表面电荷,同时以较高的分子量发挥吸附架桥作用;24.59%高聚态铝铁在沉淀过程中可包夹部分胶体粒子,以较大表面积发挥卷扫作用.4分形维数研究结果显示,絮体分形维数在1.2～2.8之间,分形特征较好,能有效发挥絮体的吸附架桥作用.5 Zeta电位分析结果显示,混凝剂本身带正电荷,能与水中带负电荷的胶体物质发生中和,从而压缩双电子层,使胶体粒子脱稳而从水中去除.混凝剂除磷过程是压缩双电层、电中和、吸附架桥和网捕卷扫多种机制共同作用的动态变化过程.

化学沉淀法处理高盐含磷废水

高盐含磷废水具有盐含量高、污染物成分复杂和生物处理难等特点。生产鸟粪石后的浓海水因添加过量的Na_(2)HPO_(4)及NH_(4)HCO_(3)等诱导剂和稀释剂,其上清液中会有PO_(4)^(3-)-P残留。针对其上清液磷含量超标的问题,使用化学沉淀法进行除磷实验。选用聚合氯化铝(PAC)、FeCl_(3)、Ca(OH)_(2)、聚丙烯酰胺(PAM)作为实验药剂,研究了反应时间、单一药剂添加量和药剂复配等因素对除磷效果的影响,筛选出2种满足出水磷含量要求(0.5 mg/L)的工艺条件。方案1:添加n(Ca)/n(P)=4.5的Ca(OH)_(2),处理后溶液PO_(4)^(3-)-P含量为0.2 mg/L;方案2:添加n(Al)∶n(P)=0.5的PAC+n(Ca)/n(P)=4.0的Ca(OH)_(2)+0.5 g/L PAM,处理后溶液PO_(4)^(3-)-P含量为0.4 mg/L。综合分析,方案1操作方便,方案2有助于固液分离,二者均可以用作废水处理方案,研究结果为高盐含磷废水处理提供了一个切实可行的思路。