西安建筑科技大学：《有色金属及合金的熔炼与铸锭 Melting and Casting of Nonferrous Metal and Alloys》课程教学大纲

真空电弧重熔镍基高温合金GH220,自耗电极端部熔化区\突出环\内部的镁分布基本均匀;而熔化液层及液固两相区的镁分布不均匀,从熔化液层表面到原始电极区镁含量显著增高。熔化液层中距表面约0.3毫米内的镁含量[Mg]s和重熔锭镁含量[Mg]i均与电极原始镁含量[Mg]e呈直线关系,本试验条件下,[Mg]s=0.18[Mg]e;[Mg]i=0.30[Mg]e。重熔过程的镁挥发主要发生于电极端部熔滴形成阶段,挥发过程主要受控于镁由原始电极向熔化液层-气相界面迁移的速度,传质系数K12=0.107厘米·秒-1。真空感应熔炼GH220,镁挥发受液相边界层中扩散与界面挥发反应的混合控制,并非受控于气相边界层中镁的扩散。在试验条件下,液相边界层中镁的扩散与界面挥发反应总传质系数K23=10-1~10-2厘米·秒-1,而气相边界层中镁扩散的传质系数K4=47.17厘米·秒-1。根据(d[Mg])/dτ=-K23·VA及-K23与工艺参数的关系,建立了镁挥发的数学模型,即[Mg]e与镁加入量、挥发温度、气相压力、保持时间、合金液面面积、溶体体积之间的定量关系式。此模型在实验室和生产条件下均得到了很好的验证,可用于调整真空感应熔炼的工艺参数,实现有效的控制合金镁含量

 真空下利用自耗电极与被熔炼金属之间产生的高温直流电弧使自耗电极熔化和精炼；  可以创造一种低氧势、高温的熔炼条件；  熔炼铂、钽、钨等难熔的或钛、钛合金、高温合金和特殊钢的生产；

Ca和Sr是铸造铝硅合金中最有效的变质元素,一般在浇铸前以中间合金的形式加入.然而在废杂铝熔铸再生工业中,原料中常含有微量的Ca和Sr,预控它们在熔炼过程中的含量变化是它们再利用的前提.本文以工业A356铸锭为原料,实验研究了熔炼温度和保温时间对Ca和Sr质量分数变化规律的影响.结果表明:Ca和Sr质量分数随着保温时间延长均呈Exp3P2规律下降,且随熔炼温度升高质量分数下降速率均逐渐提高.根据热力学和动力学分析可知,在废杂铝熔炼再生过程前期主要发生[Ca]和[Sr]与熔体中的氧发生氧化反应生成CaO和SrO,这些氧化物又会与Al2O3反应生成Al2O3·6CaO和Al2O3·SrO,经扒渣操作后Ca和Sr质量分数下降.在熔炼中后期,[Ca]和[Sr]以扩散至熔体表层还原Al2O3的方式使它们的质量分数降低.计算得出在660~740℃熔炼A356合金时Ca和Sr氧化反应的表观活化能分别为182.6 kJ·mol-1和117.8 kJ·mol-1,两者均受化学反应过程控制.根据Ca和Sr质量分数的变化规律建立了它们的质量分数预报模型,经生产验证表明预报误差均小于10%,可用于预报废杂铝熔炼再生过程Ca和Sr的质量分数

设计并熔炼了成分为(Ti50Al50)100-xYx(x(atom)=0~2.0%)的合金,用金相显微镜、扫描电镜、三点弯曲试验等手段,研究了添加钇(Y)对TiAl合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:钇的添加能改变TiAl合金显微组织,使γTiAl合金晶粒细化,促进γ+α2片层状组织的形成。适量钇的添加能降低TiAl合金中O、N等间隙原子含量并增加TiAl合金的室温抗弯强度和塑性;当钇的添加量超过其在TiAl合金中的固溶度时,将形成新的Ti-Al-Y三元化合物,反而会降低TiAl合金的室温强度和塑性

在敞口镁砂坩埚内,采用金属水冷非转移弧和石墨转移弧等离子体,以氮、氩、氧等混合气体为氮合金化元素,冶炼含氮的铬锰镍合金和不锈钢。在30min内,不锈钢中含氮达0.15%~0.30%,代镍可达2%~6%。分析钢液氮合金化的热力学、动力学条件,研究化学吸附和电吸附氮的现象,提出了强化扩散和对流扩散,加速钢液吸氮速度,提高钢液氮含量的工艺条件

在悬浮熔炼装置上采用玻璃包熔的净化处理工艺,可使Nd-Fe-B-Si合金熔体获得凝固前的深过冷,实验结果表明:随着过冷度的增加,枝晶形态由树枝晶向胞晶转变,并且是突发性的;该合金获得最大无量纲过冷度θ≥0.3。用X射线衍射分析表明;在深过冷Nd-Fe-B-Si合金的凝固组织中存在着亚稳相

向镍基耐蚀合金中添加Ti、Fe元素,采用手工电弧炉熔炼制备新型Ni-Cr-Mo-Cu-Mx耐蚀合金,用化学浸泡法、电化学法(极化曲线法、循环伏安法)对其耐晶间腐蚀和耐点蚀能力进行研究.结果表明:在Ni-Cr-Mo-Cu合金中加入Ti元素可以增强其耐晶间腐蚀能力,减弱其耐点蚀的能力;加入Fe元素会降低Ni-Cr-Mo-Cu合金耐晶间腐蚀的能力,但提高该合金耐点蚀的能力;实验合金晶间腐蚀与点蚀的电化学行为和特征与其浸泡腐蚀的结果是吻合的

合金 两种或两种以上金属元素，或金属元素与非金属元素，经熔炼、烧结 或其它方法组合而成并具有金属特 性的物质 组元 组成合金最基本的独立的物质，通 常组元就是组成合金的元素

在自制的真空熔炼、氩气保护下拉式连续定向凝固设备上成功制取了具有单晶组织的φ8mm Al-1%Si合金棒材,并对其组织演变过程及稳定性进行了研究.分析了定向凝固过程中,硅颗粒在单晶组织中的分布形态,提出了使硅固溶或弥散均匀分布于铝基体中的措施