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基于数值模拟的TB9钛合金VAR熔炼工艺优化
1
作者 罗坤 耿乃涛 +3 位作者 游彦军 彭力 王莹 董恩涛 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2024年第3期25-32,共8页
采用真空自耗电弧熔炼(VAR)法熔炼TB9钛合金会产生偏析和夹杂等冶金缺陷。采用MeltFlow-VAR仿真软件对某厂TB9钛合金VAR一次熔炼过程进行模拟,考察熔炼电流大小、稳弧类型对熔炼过程的影响,通过分析不同工艺条件下铸锭的元素分布、熔池... 采用真空自耗电弧熔炼(VAR)法熔炼TB9钛合金会产生偏析和夹杂等冶金缺陷。采用MeltFlow-VAR仿真软件对某厂TB9钛合金VAR一次熔炼过程进行模拟,考察熔炼电流大小、稳弧类型对熔炼过程的影响,通过分析不同工艺条件下铸锭的元素分布、熔池深度、抛杂路径等,获得了最佳一次熔炼工艺,分别采用该厂原工艺和优化后的工艺参数,对TB9钛合金三次VAR熔炼过程进行全流程模拟,获得了三次锭的元素分布情况。结果表明,宏观偏析在多次熔炼过程中存在“遗传”现象,对该厂一次熔炼原工艺进行优化后,可以显著提高三次成品锭的成分均匀性。 展开更多
关键词 TB9钛合金 真空自耗电弧熔炼 数值模拟 元素分布
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高纯铝制备研究进展 被引量：3
2
作者 孔令鑫 游彦军 《科技风》 2018年第17期16-17,共2页
综述了高纯铝制备的研究进展。介绍了当前高纯铝生产的两种主流工艺:三层液电解法和偏析法。分别介绍了三层液电解法以及目前应用广泛的两种偏析法(分步结晶法和定向凝固法)的工作原理、生产实践以及优缺点。随着环保压力的增大及生产... 综述了高纯铝制备的研究进展。介绍了当前高纯铝生产的两种主流工艺:三层液电解法和偏析法。分别介绍了三层液电解法以及目前应用广泛的两种偏析法(分步结晶法和定向凝固法)的工作原理、生产实践以及优缺点。随着环保压力的增大及生产工艺的进步,偏析法有望逐步取代三层液电解法,成为高纯铝制备的主流工艺。 展开更多
关键词 高纯铝 三层液电解法 偏析法 分步结晶 定向凝固
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MgCl_(2)-YCl_(3)熔盐中Mg直接脱除钛废料中固溶氧研究 被引量：1
3
作者 庞俭 孔令鑫 +3 位作者 徐俊杰 游彦军 徐宝强 杨斌 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2022年第2期67-74,共8页
针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属与熔盐分离困难等问题,提出了一种脱氧新方法,即在MgCl_(2)-YCl_(3)熔盐中,采用Mg为脱氧剂,借助YOCl的生成,有效促进Mg快速高效脱除钛废料中的固溶氧。热力学研究结果表明,在温度为1200 K时,采... 针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属与熔盐分离困难等问题,提出了一种脱氧新方法,即在MgCl_(2)-YCl_(3)熔盐中,采用Mg为脱氧剂,借助YOCl的生成,有效促进Mg快速高效脱除钛废料中的固溶氧。热力学研究结果表明,在温度为1200 K时,采用Mg做脱氧剂,要使Ti中的氧含量降低至10^(-3)以下,脱氧产物MgO的活度必须降低至0.05以下;通过建立lgp(O_(2))—lgp(Cl_(2))优势区图可知,在Mg/MgCl_(2)/YOCl/YCl_(3)平衡下的理论脱氧极限为1.6×10^(-5)。在理论研究基础上,在MgCl_(2)-YCl_(3)熔盐体系中开展Mg脱氧实验研究。结果证实,YOCl的生成有效降低了脱氧副产物MgO的活度,进而促进了镁深度脱氧,Ti中氧含量可降低至10^(-3)以下;另外,随着YCl_(3)的活度逐渐增大,Ti中氧含量逐渐降低,当YCl_(3)的活度为0.9时,氧含量可降至6×10^(-4)左右。 展开更多
关键词 钛废料 Mg 直接脱氧 MgCl_(2)-YCl_(3)熔盐
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采用Ho直接脱除钛废料中的固溶氧 被引量：1
4
作者 朱立国 孔令鑫 +4 位作者 徐俊杰 徐宝强 游彦军 杨斌 李一夫 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2022年第1期42-50,共9页
随着科技的发展,钛及钛合金应用日益广泛,钛废料也与日俱增,如何脱除钛废料中固溶氧是目前钛行业亟待解决的问题。针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、流程长、金属/熔盐分离困难等问题,提出一种以Ho作脱氧剂,在Ho/Ho_(2)O_(3)和Ho/HoOC... 随着科技的发展,钛及钛合金应用日益广泛,钛废料也与日俱增,如何脱除钛废料中固溶氧是目前钛行业亟待解决的问题。针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、流程长、金属/熔盐分离困难等问题,提出一种以Ho作脱氧剂,在Ho/Ho_(2)O_(3)和Ho/HoOCl/HoCl_(3)平衡下直接脱除钛废料中固溶氧的新方法。热力学计算结果表明:在1200 K下,Ho/Ho_(2)O_(3)和Ho/HoOCl/HoCl_(3)平衡的脱氧极限分别为280 g/t和12 g/t。实验结果表明:在1200 K下,Ho/Ho_(2)O_(3)平衡脱氧极限为420 g/t,随着Ho_(2)O_(3)含量的降低,脱氧极限降低;相同温度下,Ho/HoOCl/HoCl_(3)平衡的脱氧极限为180 g/t,远低于Ho/Ho_(2)O_(3)平衡的脱氧极限,并且随着HoOCl含量的降低,脱氧极限降低,表明HoOCl的生成可有效促进金属Ho深度脱氧,以Ho作脱氧剂,借助HoOCl的生成可有效脱除钛废料中的固溶氧。 展开更多
关键词 钛废料 脱氧 稀土金属 HoCl_(3)熔盐 热力学计算
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基于LaCl_(3)熔盐La直接脱除钛废料中固溶氧研究 被引量：1
5
作者 庞俭 孔令鑫 +3 位作者 徐俊杰 游彦军 徐宝强 杨斌 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期935-945,共11页
随着我国社会经济的快速发展,国防及民用领域对钛及钛合金的需求日益旺盛,钛废料也与日俱增。直接回炉重熔是回收钛废料最经济、最有效的途径,但由于钛废料中氧含量较高,加之重熔过程无法脱氧,导致其无法直接回炉重熔。因此,如何在重熔... 随着我国社会经济的快速发展,国防及民用领域对钛及钛合金的需求日益旺盛,钛废料也与日俱增。直接回炉重熔是回收钛废料最经济、最有效的途径,但由于钛废料中氧含量较高,加之重熔过程无法脱氧,导致其无法直接回炉重熔。因此,如何在重熔前有效脱除有害元素氧是目前钛行业发展亟待解决的关键问题。针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属/熔盐分离困难等问题,结合中国稀土资源丰富的特点,本研究提出了在LaCl_(3)熔盐中,采用La直接脱除钛废料中固溶氧的新方法。热力学计算结果表明:1300 K下,La/La_(2)O_(3)和La/LaOCl/LaCl_(3)平衡的理论脱氧极限分别为5400×10^(-6)O和84×10^(-6)O。基于热力学分析,开展了La/La_(2)O_(3)和La/LaOCl/LaCl_(3)热力学平衡脱氧实验,结果表明:在1300 K下,La/La_(2)O_(3)平衡脱氧极限为3400×10^(-6)O,并且随着La_(2)O_(3)含量的降低,脱氧极限降低;在1300 K下,La/LaOCl/LaCl_(3)平衡条件下的脱氧极限为66×10^(-6)O,结果证实了LaOCl的生成(O(inβ-Ti,1%)+2/3La(l)+1/3 LaCl_(3)(s)=LaOCl(s))促进了La深度脱氧,有效降低了钛中氧含量,并且随着LaOCl含量的降低,脱氧极限降低。本研究通过将理论和实验相结合,证明了LaCl_(3)熔盐中采用La作脱氧剂可有效脱除钛废料中的固溶氧,且效果显著。该方法的建立将有助于实现钛废料的清洁、高效回收利用和低氧钛粉的生产,最终有助于钛产品的大规模使用。 展开更多
关键词 钛废料 稀土金属 脱氧 LaCl_(3)熔盐 回收利用
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基于MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐镁直接脱除钛废料中固溶氧研究
6
作者 朱立国 孔令鑫 +4 位作者 徐俊杰 徐宝强 游彦军 李一夫 杨斌 《中国稀土学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期135-143,I0005,共10页
针对现有钛脱氧方法存在成本高、效率低、金属/熔盐分离困难等问题,本研究提出了一种在MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐中,采用Mg作脱氧剂直接脱除钛中固溶氧的新方法。在1273 K下开展了热力学计算和实验研究,结果表明:在MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐中... 针对现有钛脱氧方法存在成本高、效率低、金属/熔盐分离困难等问题,本研究提出了一种在MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐中,采用Mg作脱氧剂直接脱除钛中固溶氧的新方法。在1273 K下开展了热力学计算和实验研究,结果表明:在MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐中,借助HoOCl(O(inβ-Ti)+Mg(l)+HoCl_(3)(l)=MgCl_(2)(l)+HoOCl(s))的生成,有效降低了脱氧副产物MgO的活度,促进了镁深度脱氧,钛中氧含量可降低至1000×10^(-6)以下(甚至500×10^(-6)以下)。随着熔盐中HoCl_(3)活度的增加,钛中的氧含量降低,当HoCl_(3)的活度为1.0时,氧含量可降至80×10_(-6)左右。基于以上研究结果,本研究提出了一种新的脱氧工艺,该工艺具备成本低、效率高、金属/熔盐分离简单等优势,有望在未来实现工业化应用。 展开更多
关键词 钛 固溶氧 直接脱氧 MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐
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铅基合金体系组元活度及气-液平衡的模型预测 被引量：1
7
作者 高晶宝 徐俊杰 +4 位作者 游彦军 孔令鑫 杨斌 徐宝强 李一夫 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期837-850,共14页
采用正规溶液模型、亚正规溶液模型以及分子相互作用体积模型(MIVM)预测了Pb-Sb、Pb-Sn、Pb-Bi、Pb-Ag、Pb-Cu合金组元的活度,并计算了模型的预测偏差。结果表明:MIVM的平均相对偏差均小于10.7550%,绝对偏差小于0.0481,采用MIVM预测铅... 采用正规溶液模型、亚正规溶液模型以及分子相互作用体积模型(MIVM)预测了Pb-Sb、Pb-Sn、Pb-Bi、Pb-Ag、Pb-Cu合金组元的活度,并计算了模型的预测偏差。结果表明:MIVM的平均相对偏差均小于10.7550%,绝对偏差小于0.0481,采用MIVM预测铅基合金组元的活度是可靠的。在此基础上,采用MIVM,结合真空冶金及气液平衡理论,建立了二元合金体系的气-液平衡(Vapor-liquid equilibrium, VLE)预测模型。采用模型计算了上述铅基合金的VLE数据,并绘制了VLE相图(包括T-x(y)和p-x(y)相图),最后采用VLE实验数据对其可靠性进行了检验,结果表明:VLE的模型预测值与实验值吻合,本文建立的铅基合金体系气-液平衡预测模型是可靠的,为铅基合金真空蒸馏设备的改进及过程控制、优化提供了可靠的模型。 展开更多
关键词 真空蒸馏 铅基合金 活度 VLE 热力学模型
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多组元锡基合金气液相平衡研究
8
作者 杨斌 徐俊杰 +4 位作者 游彦军 孔令鑫 徐宝强 刘大春 戴永年 《昆明理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第3期1-14,共14页
有色金属冶金生产及二次资源回收过程会产生大量的锡基合金,需要综合回收利用,真空蒸馏是一种绿色高效的方法,气液相平衡研究对真空蒸馏具有重要作用.首先采用简化的分子相互作用体积模型（MIVM）计算了不同温度范围内Pb-Sn、Pb-Sb、Sn... 有色金属冶金生产及二次资源回收过程会产生大量的锡基合金,需要综合回收利用,真空蒸馏是一种绿色高效的方法,气液相平衡研究对真空蒸馏具有重要作用.首先采用简化的分子相互作用体积模型（MIVM）计算了不同温度范围内Pb-Sn、Pb-Sb、Sn-Sb二元合金及Pb-SnSb三元合金各组元的活度和活度系数.然后以自制的氧化钇稳定氧化锆（8YSZ）作为固体电解质,采用电动势法测定了Sn-Sb二元合金在905～1 073K（间隔25K）温度范围内及Pb-Sn-Sb三元合金在820～1 273K温度范围内的活度.随后,基于简化的MIVM和气液平衡理论建立了合金体系的气液相平衡预测模型,采用该模型计算了Pb-Sn、Pb-Sb、Sn-Sb二元合金及Pb-Sn-Sb三元合金体系的气液相平衡,并绘制了气液平衡相图（T-x（y）相图）.最后开展了Pb-Sb、Sn-Sb二元合金及Pb-Sn-Sb三元合金气液相平衡实验测定研究,并采用气液相平衡实验值对气液相平衡预测模型进行校核、检验.结果表明,气液相平衡的模型计算值与实验测定值吻合,能用于指导真空蒸馏工业实践,为真空蒸馏分离合金提供了理论参考. 展开更多
关键词 锡基合金 活度 MIVM 电动势法 气液相平衡
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基于MgCl_(2)-LaCl_(3)熔盐中Mg作脱氧剂的钛脱氧方法
9
作者 庞俭 孔令鑫 +3 位作者 徐俊杰 游彦军 徐宝强 杨斌 《昆明理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期13-20,共8页
针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属/熔盐分离困难等问题,提出了一种在MgCl_(2)-LaCl_(3)熔盐中,采用Mg作脱氧剂脱除钛废料中固溶氧的新方法.通过热力学计算和实验结果分析,证实了LaOCl的生成(O(inβ-Ti)+Mg(l)+LaCl_(3)(l)=MgCl_(... 针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属/熔盐分离困难等问题,提出了一种在MgCl_(2)-LaCl_(3)熔盐中,采用Mg作脱氧剂脱除钛废料中固溶氧的新方法.通过热力学计算和实验结果分析,证实了LaOCl的生成(O(inβ-Ti)+Mg(l)+LaCl_(3)(l)=MgCl_(2)(l)+LaOCl(s))有效降地低了MgO的活度,促进了镁深度脱氧,Ti中氧含量可降低至1×10^(-3)以下(甚至5×10^(-4)以下).随着熔盐中LaCl_(3)的活度逐渐增大,钛中氧含量逐渐降低,当LaCl_(3)的活度为0.9时,氧含量可降至2.8×10^(-4)左右.上述结果表明:在MgCl_(2)-LaCl_(3)熔盐中,采用Mg作脱氧剂,可有效地降低钛废料中的固溶氧,且脱氧效果显著.本研究将为钛废料的清洁高效脱氧提供一种新方法,将加快推进钛废料的回收利用. 展开更多
关键词 钛废料 脱氧 稀土金属 MgCl_(2)-LaCl_(3) 回收利用
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铅锑合金共沸及气液相平衡研究
10
作者 徐俊杰 高晶宝 +2 位作者 孔令鑫 游彦军 杨斌 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2020年第12期5-11,47,共8页
根据气液相平衡理论设计了测定合金气液相平衡的试验设备并测定了铅锑合金气液相平衡数据。测定结果证实了铅锑合金存在共沸现象,共沸现象发生在铅锑合金中锑摩尔含量为10%~20%。采用分子相互作用体积模型计算了铅锑合金的活度组元的系... 根据气液相平衡理论设计了测定合金气液相平衡的试验设备并测定了铅锑合金气液相平衡数据。测定结果证实了铅锑合金存在共沸现象,共沸现象发生在铅锑合金中锑摩尔含量为10%~20%。采用分子相互作用体积模型计算了铅锑合金的活度组元的系数,平均相对偏差和平均标准偏差分别为±0.08%和±0.005,证明该模型适用于计算铅锑合金活度系数。结合气液相平衡理论,应用该模型计算并绘制了铅锑合金气液相平衡相图(T-x-y图),计算结果并没有出现共沸现象并且与试验结果偏差很大。通过分析可知,纯金属的饱和蒸气压的准确性、金属挥发时分子形式、液态金属原子间结合力、液态金属表面张力和黏度等都会影响合金气液相平衡的计算结果,而目前的气液相平衡理论都没有考虑这些因素。本研究指出,下一步合金气液相平衡研究工作的重点是从试验角度测定纯金属的饱和蒸气压,在此基础上结合原子间结合力和分子挥发状态发展目前的气液相平衡理论,使其适用于计算共沸合金体系,从而更好地指导真空蒸馏。 展开更多
关键词 铅锑合金 共沸 气液相平衡
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