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2025 年總目次

2025, (6): 1-4.

摘要(317) HTML (154) PDF(10)

摘要:

姜濤, 郭宇峰, 李光輝, 陳鳳, 王帥, 楊凌志, 李兆祥, 任雨蕎, 問悅凱, 鄭宇, 李廣, 張藝曦

2025, 46(6): 1-19. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.001

摘要(377) HTML (195) PDF(23)

摘要:
鐵釩鈦資源是全球公認的戰略性礦產資源，對我國國防、經濟及科技的發展均具有戰略意義。攀西是我國最大、世界重要的鐵釩鈦資源基地，已建成了完整的鐵釩鈦產業鏈，但仍存在釩鈦綜合利用率低、高端產品少、生產能耗高、固廢產量大等問題。圍繞攀西鐵釩鈦共伴生資源高效清潔利用，筆者系統分析了攀西鐵釩鈦資源利用現狀，提出了攀西鐵釩鈦資源綜合利用轉型升級方向，包括工藝技術創新、產品迭代升級、清潔能源利用、固廢處理強化和選冶流程再造等五個方面，大力推動我國釩鈦產業高效化、高端化、綠色化和智能化發展，實現國家“雙碳”目標，保障我國鐵釩鈦資源與基礎原材料的安全供給。

2023~2024年全球釩工業發展報告

吳優, 陳東輝, 劉武漢, 張邦緒, 何睿

2025, 46(6): 20-28. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.002

摘要(327) HTML (108) PDF(28)

摘要:
從全球釩資源、產品、產能、產量、需求、進出口貿易和市場價格等方面闡述和分析了2023~2024年釩產業的整體狀況，并基于目前國內外產業運行態勢對釩后市進行了展望，認為：全球釩產業已開始步入轉型發展新周期，我國需科學高效有序開發利用關鍵戰略金屬礦產資源中的釩；提前規劃并實施釩產業綠色低碳發展路徑；在可預見的未來，中國依舊是全球最大的釩供需市場，全球釩市場價格在多因素調控機制下，在一定區間內呈盤整回歸態勢；釩電池儲能將成為支撐新能源安全穩定應用的重要載體之一。

釩渣高效提取冶金：Na₂O-K₂O-V₂O₅體系相平衡試驗研究及熱力學模型構建

裴貴尚, Sampath KumarBHARATH, 李卓陽, 焦夢嬌, 向俊一, 嚴志明, 呂學偉

2025, 46(6): 29-39, 65. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.003

摘要(262) HTML (156) PDF(17)

摘要:
構建準確可靠的熱力學數據庫對提釩過程優化以及釩酸鹽材料的制備具有重要的應用價值和指導意義。采用封閉鉑金坩堝，結合X射線衍射(XRD)與差熱分析(DTA)技術，證實了K₂O-V₂O₅體系中K₃V₅O₁₄為穩定存在的化合物，并試驗測定了K₂V₈O₂₁和KVO₃的熔化溫度分別為532.4 ℃和516.5 ℃。隨后采用修正的準化學模型(MQM)，引入溶液中第二相鄰陽離子短程有序對描述吉布斯自由能的變化。基于CALPHAD框架(CALculation of PHAse Diagram，相圖計算)，構建了Na₂O-K₂O-V₂O₅體系的熱力學模型，重現了Na₂O-K₂O-V₂O₅體系全組分范圍的實驗數據和熱力學性質，獲得了該體系中所有物相一系列自洽的熱力學模型參數，最終構建了可靠的熱力學數據庫。進一步探討了當前數據庫在釩渣鈉化焙燒提釩中的應用，明確了含釩物相的遷移規律，確定了最佳的操作溫度窗口。

釩渣高效提取冶金：鈉鎂復合焙燒提釩工藝

曹帥, 向俊一, 黃青云, 申彪, 何文藝, 韋林森, 呂學偉

2025, 46(6): 40-46. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.004

摘要(277) HTML (89) PDF(14)

摘要:
釩渣鈉化焙燒過程中堿土金屬會很容易生成難溶于水的鈣/鎂釩酸鹽，導致釩收率下降。然而，適量添加氧化鎂可誘導生成高溶解度的鈉鎂復合釩酸鹽（Na₆Mg₂V₄O₁₅）。基于此，創新性提出釩渣鈉鎂復合焙燒提釩工藝。試驗結果表明，Na₆Mg₂V₄O₁₅在鈉化熟料水浸條件（pH≈11）下表現出優異的溶解性能；當Na₂CO₃配比為20%、焙燒溫度875 ℃時，釩渣鈉化焙燒釩浸出率最高可達85.30%；而采用鈉鎂復合焙燒，加入3%的MgO即可將Na₂CO₃配比降至18%，并將釩浸出率提升至90.38%。焙燒熟料和浸出渣的物相分析結果表明，復合焙燒有效促進了鈉鎂復合釩酸鹽的焙燒轉化及浸出。采用低成本鎂鹽部分替代鈉鹽進行復合焙燒，可為鈉化提釩工藝降本增效提供新思路。

轉型法制備高純偏釩酸銨過程雜質協同控制研究

賈美麗, 王寶華, 杜浩, 胡飛飛, 劉金玉, 祁健, 趙備備

2025, 46(6): 47-56. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.005

摘要(233) HTML (99) PDF(14)

摘要:
針對傳統偏釩酸銨制備工藝存在的流程冗長、成本高昂等問題，基于釩酸根離子在不同pH條件下的形態轉化特性，創新性地提出通過精確調控介質pH值實現多釩酸根（V₁₀O₂₈^6?）向偏釩酸根（VO₃^?）的直接轉化。在此過程中，雜質元素（Na、K、Cr、As）分別以Na⁺、K⁺、CrO₄^2?、HAsO₄^2?等離子形態進入溶液相，實現了偏釩酸銨制備過程中的雜質協同去除。系統研究了轉型反應溫度、pH值和液固比對釩回收率及產品純度的影響機制，試驗結果表明：當體系pH≥8時，可實現V₁₀O₂₈^6?向VO₃^?的完全轉化；較低的反應溫度有利于偏釩酸銨的結晶析出，從而提高釩回收率；液固比的增加雖有利于提高轉化效率，但過高的液固比會導致釩回收率降低和資源浪費。通過優化試驗確定了最佳工藝參數：反應溫度30 ℃，pH值8.5，液固比7～10。在此條件下，純度98%的工業級多釩酸銨可直接轉化為偏釩酸銨并結晶析出，所得產品純度達99.75%，釩回收率為90.67%，成功實現了純度≥99.5%偏釩酸銨的一步法制備。該方法顯著簡化了傳統工藝流程，為高效制備高純度偏釩酸銨提供了新的技術途徑。

鈣化釩渣酸浸過程多組元浸出行為及影響規律

余唐霞, 溫婧, 平鑫浩, 姜濤, 張林, 李月鵬, 楊雄

2025, 46(6): 57-65. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.006

摘要(178) HTML (134) PDF(10)

摘要:
系統研究了釩渣MFe含量、焙燒過程鈣釩比和焙燒溫度、浸出pH值對V和雜質組元Mn、Fe、Cr、Mg、Ti、Si浸出行為的影響規律。研究結果表明：降低釩渣中MFe含量、鈣釩比（n(CaCO₃)/n(V₂O₃)）取1.0、焙燒溫度升高至900 ℃、浸出pH設置為2.8，V浸出率可達91.68%。Mn和Mg的浸出率變化趨勢相似，隨MFe含量增加、鈣釩比增大而降低；在焙燒溫度800～950 ℃、浸出pH值 2.2～3.0的范圍內，浸出率基本穩定，分別約38%和20%。Fe浸出率與MFe含量協同變化，高溫焙燒和高pH值可抑制其浸出；受鈣釩比影響甚微，均低于0.04%。Cr、Ti和Si浸出率均隨MFe含量增加和焙燒溫度升高而降低；Cr基本不隨鈣釩比的變化而變化，而Ti和Si隨鈣釩比增大呈升高趨勢；浸出pH值的影響各異，Si浸出率隨pH值升高而降低，而Ti反之升高，Cr浸出率穩定在0.1%左右。

四乙基溴化銨常溫沉釩工藝研究

張蕾, 陳燕, 伍金樹, 劉詩園, 高雷章, 余彬, 王寧

2025, 46(6): 66-71. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.007

摘要(159) HTML (100) PDF(10)

摘要:
以鈣化焙燒—酸浸得到的釩浸出液為沉釩原料，以四乙基溴化銨（TEAB）作沉釩劑進行常溫沉釩試驗，研究了反應液pH、沉釩劑用量以及沉淀時間對沉釩率及沉淀產物雜質含量的影響，得到最佳試驗條件為pH = 2.4、沉釩劑用量n(TEAB):n(V) = 0.5、沉釩時間0.5 h，此時沉釩率為97.1%，沉淀中雜質Mn、Si、P含量均控制在較低水平。對TEAB常溫沉釩得到的沉淀物在550 ℃下煅燒3 h，可得到符合行業標準的五氧化二釩（V₂O₅）。

超細粒級鈦精礦酸解率提升研究

吳健春

2025, 46(6): 72-77, 89. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.008

摘要(134) HTML (91) PDF(5)

摘要:
以超細粒級鈦精礦為原料，通過對比分析其與普通礦在粒度分布、化學成分及物相組成上的差異，探究了影響超細礦酸解率的關鍵因素，并進行了酸解工藝優化。結果表明：超細礦與普通礦的物相結構無明顯差異，均以鈦鐵礦相為主，但其化學成分中碳、磷含量顯著高于普通礦。常規酸解條件下，超細礦的酸解率較普通礦低3～4個百分點，主要歸因于其選礦過程中添加的浮選劑較多，在礦粒表面形成致密膜層，顯著增加了硫酸向礦粒內部擴散的阻力。研究發現，通過增加反應酸礦比和提高反應酸濃度等化學強化手段，可有效破壞該浮選劑膜層，從而大幅提升酸解率。優化的酸解條件為：反應酸濃度85%～86%，酸礦比1.56～1.58。在此條件下，超細礦酸解率達96%及以上。

熔鹽協同鎂熱還原制備高純金屬釩

于杰, 鐘大鵬, 黃青云, 徐海銘, 向俊一, 喻文昊, 呂學偉

2025, 46(6): 78-83. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.009

摘要(292) HTML (190) PDF(9)

摘要:
金屬熱還原法制備金屬釩存在金屬用量大、成本高和釩中氧含量高的問題。雖然鎂熱還原法在熱力學上能夠將釩中氧降低至0.01%，但在實際反應過程中，MgO/MgV₂O₄氧化層的形成會嚴重阻礙反應動力學過程。為此，創新性地提出“氫還原—熔鹽協同鎂熱還原”兩步法新工藝，首先通過氫還原制備低價釩氧化物（V₂O₃、VO）并作為鎂熱還原工藝的原料，再利用反應型ZrCl₄-KCl熔鹽為介質打破氧化層包裹效應，突破動力學限制，在低溫下同步實現釩氧化物的鎂熱還原與氧化層界面凈化。經工藝參數優化（Mg添加量35%、反應時間1 h、溫度800 ℃），最終制備出O含量約為0.16%的高純金屬釩。

Ti-2Al-2.5Zr鈦合金氫化物析出取向研究

郭楠, 張家豪, 徐祺, 張恒泉, 王澤明, 陳家豪, 姚力夫

2025, 46(6): 84-89. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.010

摘要(151) HTML (77) PDF(3)

摘要:
研究了含氫量對Ti-2Al-2.5Zr鈦合金微觀組織以及氫化物析出取向的影響。結果顯示，高溫氣相充氫（質量分數）0.01%、0.05%后，合金內部形成了δ-氫化物。隨著含氫量的增加，氫化物尺寸和密度逐漸增加。α-Ti/δ-氫化物具有{0001}_α//{${1 \bar {1}1} $}_δ， <$ {1\bar {2}10} $>_α//<110>_δ取向關系。氫化物析出導致的晶格膨脹會使得周邊α-Ti基體和氫化物內部形成大量的位錯，其尖端處的應力可穿過晶界，并誘導相鄰晶粒內部形成氫化物。

脫硝催化劑載體二氧化鈦脫水行為動力學研究

李化全, 劉夫生, 邱貴寶, 呂學偉

2025, 46(6): 90-97. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.011

摘要(149) HTML (124) PDF(5)

摘要:
脫硝催化劑載體二氧化鈦的脫水是制備過程中的關鍵控制環節。通過測定不同升溫速率下脫硝催化劑載體二氧化鈦熱分析曲線，研究了不同氣氛下脫硝催化劑載體二氧化鈦的脫水行為動力學和反應機理。結果表明，脫硝催化劑載體二氧化鈦的脫水行為與煅燒的氣氛緊密相關，在含氧氣氛和無氧氣氛下脫水速度不同，含氧氣氛下開始脫水較快，然后緩慢脫水到反應結束；無氧氣氛則緩慢完成。采用無模函數和有模函數的方法進行了動力學計算，結果表明，脫硝催化劑載體二氧化鈦的脫水行為在含氧氣氛下符合Avrami-Erofeev方程，無氧氣氛下符合冪函數法則，脫水過程受到晶核的形成和晶核長大的影響。

Mg-Ti共摻雜LiNi_0.5Mn_1.5O₄對提高材料結構穩定和電化學性能的協同效應研究

黃振德, 彭迪

2025, 46(6): 98-105. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.012

摘要(168) HTML (93) PDF(2)

摘要:
采用自聚合法合成Mg-Ti摻雜LNMO不同樣品LiNi_0.5-xMg_xTi_yMn_{1.5- y}O₄（x= 0, 0.02; y= 0, 0.03）尖晶石正極材料。通過XRD、FTIR、SEM和EDS材料表征以及電化學性能測試，深入研究分析了Mg-Ti共摻雜LiNi_0.5Mn_1.5O₄樣品的晶體結構特征、微觀形貌和摻雜元素分布等對充放電過程倍率性能和循環容量穩定性的影響。結果表明：Mg-Ti共摻雜可適當提高Mn³⁺含量，強化Fd3m空間群無序化程度，以及晶體粒徑變小和分布更均勻，表現出更優異倍率性能和循環容量穩定性。在1C和10C不同倍率下，LiNi_0.48Mg_0.02Ti_0.03Mn_1.47O₄材料放電容量分別為133 mAh/g與102 mAh/g，常溫1C循環200次后放電容量仍為123 mAh/g，容量保持率92.5%。晶體結構和形貌對材料電化學影響結果表明，Mg-Ti共摻雜具有協同效應，對LiNi_0.5Mn_1.5O₄的倍率性能和循環穩定性有著顯著影響。

鈦3D打印及其在生物醫學植入物中的應用

吳小平, 徐衛, 劉永勝

2025, 46(6): 106-116, 123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.013

摘要(178) HTML (123) PDF(8)

摘要:
鈦及鈦合金具有優越的生物相容性、耐腐蝕性和機械特性，是少數可以安全地植入人體的金屬材料，并應用于生物醫學，包括植入物、牙科、手術工具、支架、組織工程和體外醫療器械。傳統的鈦及鈦合金生物醫學植入物采用減材和成型工藝制造。近年來，隨著增材制造（3D打印）技術的發展，生物醫學植入物制造可以直接使用來自醫學成像獲得的數據構建模型，并通過增材制造成型。增材制造生物醫學植入物主要應用的技術為激光選區熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）和定向能量沉積（DED）。純鈦（CP-Ti）和鈦合金（Ti-64）是生物醫學應用中最常見的鈦金屬材料。與傳統制造方法相比，增材制造的關鍵優勢是其多維度和個性化制造，且更具可重復性。為了更新鈦和鈦合金的生物醫學植入物研究進展，綜述了鈦和鈦合金、3D打印方法以及鈦金屬3D打印在生物醫學中的應用，討論和總結了3D打印的鈦金屬植入物在生物醫學中的最新發展，并探討了鈦金屬3D打印生物醫學植入物的未來研究方向。

不同高鈦鋼保護渣對TiO₂夾雜物吸收行為的研究

代明杰, 陳守杰, 王學友, 張旭彬, 何生平, 王強強

2025, 46(6): 117-123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.014

摘要(244) HTML (150) PDF(7)

摘要:
為了提高高鈦鋼連鑄過程中保護渣吸收夾雜物的速率，設計了五種潛在的高鈦鋼保護渣，將原位觀察試驗和旋轉圓柱法相結合，分別觀察和定量分析了各保護渣對TiO₂夾雜物的吸收行為及吸收速率的差異，采用掃描電鏡-能譜儀（SEM-EDS）對TiO₂試樣與保護渣接觸的界面進行分析，以確定TiO₂在保護渣中的溶解機理。結果表明，TiO₂在CaO-SiO₂-BaO渣中溶解速率最快，其次為低堿度CaO-SiO₂渣，兩種渣在原位試驗中耗時較短，且完全溶解，在旋轉圓柱試驗中溶解速率分別為0.285 、0.281 mm/min。TiO₂在高堿度CaO-SiO₂、CaO-SiO₂-Al₂O₃和CaO-SiO₂-Al₂O₃-BaO渣系中溶解速率較慢，僅CSAB渣完全溶解，旋轉圓柱試驗中溶解速率分別為0.151、0.101 mm/min和0.191 mm/min。阻礙TiO₂溶解的主要原因是溶解的TiO₂與渣中CaO反應生成的高熔點CaTiO₃使得保護渣局部粘度和熔點上升。

E355板坯凝固傳熱及壓下位置研究

王添樂, 郭明輝, 鄭鑫鈺, 豐琦, 謝鑫, 關建超, 孫彥輝

2025, 46(6): 124-130. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.015

摘要(127) HTML (86) PDF(3)

摘要:
為改善E355板坯連鑄坯質量，通過數值模擬的方法，對現有生產狀況進行了分析，分別研究了拉速、比水量和過熱度對鑄坯凝固過程和壓下位置的影響。根據模擬結果，得到理論上該鋼種更優的生產條件：拉速為1.1 m/min，比水量為0.66 L/kg，過熱度為10 ℃，輕壓下位置為距彎月面17.8～21.1 m，根據生產數據，壓下位置應在seg.7~9。

Fe-22Mn-0.6C-3.5Cu-0.3V高錳TWIP鋼的時效強化研究

楊駿, 覃奎, 歐平, 王和斌, 李乘波, 韋春惠, 覃安婷

2025, 46(6): 131-137. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.016

摘要(189) HTML (101) PDF(4)

摘要:
對熔煉制備的Fe-22Mn-0.6C-3.5Cu-0.3V高錳TWIP鋼進行固溶和時效處理，研究該鋼的時效析出行為和強化機理。結果表明：固溶態和時效態高錳TWIP鋼的基體均為奧氏體組織，經時效處理后在奧氏體基體中析出納米級的富Cu相和VC碳化物，它們均與基體存在立方取向關系，其中富Cu相與基體之間的界面是共格的，而VC碳化物是非共格的；室溫拉伸力學性能顯示富Cu相和VC碳化物的析出顯著提高了高錳TWIP鋼的屈服強度，與固溶態鋼相比，時效態鋼的屈服強度提高了60.6%；根據析出強化理論計算得到的屈服剪切應力增量與試驗的結果相符合，其中來源于富Cu相位錯切過強化機制的強度貢獻占增量的60.8%，而來源于VC碳化物位錯繞過強化機制的強度貢獻占增量的39.2%。

熱軋工藝對E級微合金角鋼組織及性能的影響

李巖杰, 田秀剛, 楊洋, 李哲, 張春花, 孫巧梅, 張大征

2025, 46(6): 138-146. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.017

摘要(165) HTML (102) PDF(2)

摘要:
針對E級微合金角鋼，設計了系統性、多方案的模擬試驗，通過分析原奧氏體加熱長大規律、形變奧氏體再結晶、組織相變、第二相粒子析出等內容，闡明了加熱溫度、變形溫度、冷卻速率工藝對組織及性能的影響。結果表明：隨著加熱溫度升高，鑄坯原奧氏體晶粒尺寸呈階段性增長，1125～1200 ℃溫度區間內長大速率相對較慢。950～850 ℃為奧氏體區，隨著變形溫度降低，鐵素體平均晶粒尺寸由11.2 μm減小到了9.2 μm；當溫度降低至800～750 ℃兩相區后，組織出現混晶，部分鐵素體晶粒長大至13.6 μm。當冷速為2～5 ℃/s時，可獲得均勻的鐵素體+珠光體組織；當冷速達到10 ℃/s時，組織呈現為團簇珠光體+網狀/針狀鐵素體。最后，經低溫生產試制，鐵素體晶粒尺寸細化了約30%，低溫沖擊韌性提高了約20%。

Zr對直接淬火Ti微合金化高強度低碳馬氏體鋼組織和性能的影響

熊雪剛, 羅瀚宇, 曾瀚, 曹建春, 周先超, 汪創偉

2025, 46(6): 147-156. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.018

摘要(181) HTML (78) PDF(4)

摘要:
通過兩階段熱機械加工結合直接淬火工藝，系統研究了在950～850 ℃的終軋溫度范圍，Zr對直接淬火Ti微合金化高強度低碳馬氏體鋼組織性能及強化機制的影響。結果表明，隨著終軋溫度的降低，Ti鋼和Ti-Zr鋼的硬度先升高后降低，Ti鋼中的析出物的數量逐漸減少，而Ti-Zr鋼中析出物的數量先增加后減少；終軋溫度875 ℃時Ti鋼的硬度（HV）達到最高值338.8，終軋溫度900 ℃時Ti-Zr鋼的硬度（HV）達到最大值332.2。Zr的加入使Ti微合金鋼中顯微組織的細小化和均勻化程度提高，使原始奧氏體晶粒平均尺寸減小了2.9～6.0 μm，幾何必需位錯密度由1.6×10¹³ m^?2提高到6.6×10¹³ m^?2，馬氏體塊的平均尺寸降低了0.13～0.38 μm。Zr的加入促進了Ti元素在奧氏體中的固溶，使碳氮化物從奧氏體中的形變誘導析出率降低了10%以上。此外，固溶強化和位錯強化是Ti-Zr鋼的主要強化機制，約占總屈服強度的60%。

脫碳對2100 MPa級V微合金化橋梁纜索鋼絲力學性能的影響

蘇啟豪, 亓海全, 李新茹, 李臘梅, 楊子康, 謝盈盈, 姚小鳳, 周忠成

2025, 46(6): 157-163. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.019

摘要(183) HTML (84) PDF(2)

摘要:
為了量化脫碳層對超高強纜索鋼絲力學性能的影響，系統研究了2100 MPa級V微合金化鍍鋅鋁纜索鋼絲的徑向硬度分布、脫碳層深度及逐層剝離脫碳層后鋼絲的力學性能。結果表明：①鋼絲基體的徑向硬度由表及里呈規律性提高，硬度(HV)最外層為601，心部為678，硬度數據證實鋼絲的實際脫碳層深度可達(150±10) μm；②鋼絲鍍鋅鋁層厚度約為30 μm，鍍鋅鋁層降低鋼絲強度為11.17 MPa，對鋼絲強度影響較小；③逐層剝離脫碳層后，鋼絲基體的強度由2134.04 MPa增至2225.97 MPa，脫碳層使鋼絲強度降低91.93 MPa，剝離140 μm后強度趨于穩定。由數據可知，脫碳層明顯降低了纜索鋼絲的整體強度，故嚴格控制盤條脫碳是開發超高強纜索鋼絲的重要環節。

22MnB5鋼亞溫區加熱淬火組織與力學性能的影響

姚小鳳, 亓海全, 謝盈盈, 李欣欣, 李新茹, 李臘梅

2025, 46(6): 164-171. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.020

摘要(167) HTML (108) PDF(4)

摘要:
通過設計不同加熱時間和保溫時間的熱處理制度，系統研究了680~930 ℃不同溫度對22MnB5鋼淬火組織與力學性能的影響。結果表明，在低溫區(680~700 ℃)長時間受熱會導致材料軟化，高溫區(850～930 ℃)長時間受熱對力學性能提高有限；而在亞溫區(720～820 ℃)長時間受熱時，力學性能顯著提高。尤其是在820 ℃加熱20 min后淬火，抗拉強度和屈服強度分別達到1589 MPa和1078 MPa，較原始狀態分別提升151.02%和132.82%。研究表明，通過優化亞溫區加熱制度，22MnB5鋼可以在低于現有工藝溫度下獲得1500 MPa級別的抗拉強度，為解決現有熱成形工藝問題提供了新途徑。

22MnB5/DP980異種鋼電阻點焊接頭組織及力學性能分析

王海林, 詹洪順, 王金鳳, 張元好, 楊鍶偉

2025, 46(6): 172-178. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.021

摘要(171) HTML (97) PDF(3)

摘要:
利用MD-40中頻逆變點凸焊設備，對1.2 mm厚22MnB5與1.6 mm厚DP980異種鋼開展電阻點焊試驗，結合拉伸試驗、顯微硬度測試、金相組織觀察等方法，研究不同焊接電流與時間對22MnB5/DP980點焊接頭成形質量、微觀組織及力學性能的影響。結果表明：隨焊接電流的增大，接頭拉剪力呈現持續上升趨勢，當焊接電流為11 kA時，拉剪力達到峰值16.81 kN；焊接時間的延長同樣會使接頭拉剪力不斷提高，在焊接時間為400 ms時，拉剪力達到峰值17.23 kN，與焊接電流相比，焊接時間對接頭拉剪力的提升作用更顯著，但當焊接時間為400 ms時，會出現電極與材料粘連及飛濺現象，從而加劇電極的磨損。綜合考慮焊接電流及時間對22MnB5/DP980焊接接頭拉伸力學性能的影響，確定相對優異的焊接工藝參數為：電極壓力0.2 MPa、焊接電流11 kA、焊接時間350 ms。焊接接頭DP980鋼側熱影響區存在軟化現象，熔核區硬度高于熱影響區，且焊接電流越大，該側熱影響區軟化程度越嚴重；而22MnB5鋼側熱影響區則發生硬化現象，熱影響區硬度高于熔核區，接頭的顯微硬度值由高到低依次為22MnB5鋼側熱影響區、熔核區、DP980鋼側熱影響區。22MnB5/DP980焊接接頭斷裂方式為部分熔核拔出斷裂，即熔核未完全拔出，拔出時沿熔核周圍撕裂22MnB5側母材，DP980側無撕裂，熔核附著于DP980鋼一側。

軋后調質處理對熱軋Q345R鋼中元素偏析與帶狀組織的調控作用

楊艷, 汪賀模, 高擎, 彭飛, 張開銘, 袁武華

2025, 46(6): 179-185. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.022

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摘要:
深入探究了軋后調質處理（890 ℃淬火+710 ℃回火）對熱軋Q345R鋼中元素偏析及其引發的帶狀組織的調控作用與機制。結果表明：熱軋Q345R鋼由再結晶鐵素體和珠光體組成，珠光體呈帶狀分布，鐵素體晶界及晶內的珠光體呈顆粒狀分布；經過軋后調質處理的Q345R鋼基體組織為回火馬氏體，且內部存在少量再結晶馬氏體，回火馬氏體中富C富Mn區域存在滲碳體密集析出帶。熱軋和軋后調質處理Q345R鋼中均存在顯著的C、Mn元素偏析，且帶狀組織（珠光體帶或滲碳體析出帶）均與元素偏析帶高度重合。軋后調質處理雖未消除凝固遺留的元素偏析，但通過馬氏體相變有效打破了固態相變對原始元素分布的高度依賴性，顯著調控了帶狀組織的形成模式與特征，并將帶狀組織等級從5B降低至3B；同時，將軟硬相強度差值從206.76 MPa調控降低至119.48 MPa，有效改善了因帶狀組織導致的力學性能不均勻性。

弛豫時間對薄規格450 MPa級高強鋼微觀組織和性能的影響

韓楚菲, 董毅, 時曉光, 孫成錢, 王俊雄, 李智, 徐海健

2025, 46(6): 186-190, 200. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.023

摘要(151) HTML (107) PDF(5)

摘要:
采用室溫拉伸、-20 ℃時CVN沖擊、-15 ℃時DWTT落錘撕裂試驗等力學性能測試方法和光學顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）等顯微組織分析手段，研究了軋后馳豫時間0、30、60、75 s對薄規格450 MPa級高強鋼微觀組織和力學性能的影響。試驗結果表明，隨著弛豫時間延長，多邊形鐵素體（PF）尺寸逐漸長大、比例逐漸增加，晶粒內部富Nb、Ti納米碳氮化物析出量呈現先增加后減少的趨勢，屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率和-20 ℃下的沖擊功和-15 ℃的DWTT呈現先升高后降低的趨勢，屈強比先降低后升高，馳豫時間為60ｓ時能夠獲得較高的強韌性和低屈強比，可滿足工程結構用鋼的技術要求。

拉速對Fe6.5SixB合金定向退火區和初始過渡區組織及性能影響

董中奇, 向星宇, 劉雅俊, 潘恩寶, 孟延軍, 武曉龍

2025, 46(6): 191-200. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.024

摘要(129) HTML (73) PDF(2)

摘要:
采用定向凝固技術制備Fe6.5SixB合金，研究了拉速和B含量對合金定向凝固定向退火區和初始過渡區組織演變以及力學性能和磁性能的影響。采用XRD測定合金組織結構，掃描電鏡分析合金顯微組織及相組成，高低溫振動樣品磁強計測定合金磁性能。結果表明，Fe6.5SixB合金定向退火區柱狀枝晶平行拉速方向生長，過渡區為大塊狀晶粒。Fe6.5Si合金定向退火區主要由A2相和（A2+D03）層狀組織組成，添加B后定向退火區由A2相和（A2+Fe₂B）層片狀共晶組織組成。隨拉速增加Fe6.5Si合金中（B2+D03）層狀組織含量增多，Fe6.5SixB合金中（A2+Fe₂B）層狀組織變細；合金應變值先增加后降低。隨B含量增加Fe6.5SixB合金磁極化強度(J_s)和矯頑力呈現降低趨勢，剩磁(J_r)呈現增加趨勢，合金硬度值降低。

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2025年第46卷第6期

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