Metallurgical and Materials Transactions B - MMTB Article Abstracts in Chinese: Volume 55, Issue 1
Metallurgical and Materials Transactions B February 2024
2024年2月冶金与材料交易B (this opens in a new tab)
Phase Transformation-Induced Interfacial Debonding of Silica Inclusions in Iron
硅石包裹体在铁中的相变诱导界面剥离 (this opens in a new tab)
我们记录了在未受应力、未变形的纯铁样品中，通过熔体脱氧沉淀的硅石包裹体，铁基体和一小部分硅石包裹体在室温下被一个空洞局部分离。热循环、比重计、膨胀计和纳米全息断层扫描实验结合起来，证明这些空洞源于从高温处理冷却过程中硅石包裹体/铁基体界面的剥离，这是由于伴随奥氏体向铁素体相变的体积膨胀所引起的。
Exploring Cr and O Transfer Mechanisms in the Weld Metal of P92 Heat-Resistant Steel Processed by CaF2-Cr2O3 Fluxes
探索在CaF2-Cr2O3熔剂处理的P92耐热钢焊接金属中Cr和O的传递机制 (this opens in a new tab)
设计了CaF 2 -Cr 2 O 3 熔剂，并对P92耐热钢进行了埋弧焊接。已经证明，通过添加 Cr 2 O 3 最多到20 wt pct，可以同时增强Cr和O从熔剂到焊接金属的传递，之后Cr保持相对不变，而O显示持续改善。已经假设了可能的主导反应。这些发现可以为耐热钢焊接熔剂设计提供实用和理论参考。
Modeling of Bubble Transportation, Expansion, as Well as Adhesion of Inclusions in a Ladle With Different Tuyeres
模拟不同鼓风口的钢包中气泡运输、膨胀以及包裹体的粘附 (this opens in a new tab)
开发了一个新模型来描述气泡和包裹体之间的聚合和破裂。在这个模型中，通过质量守恒方程计算了粘附在气泡上的包裹体的密度。通过动量守恒方程推导出破裂或聚合后的动量交换，这些都是通过离散粒子方法（DPM）跟踪的。在钢包中考虑了三个连续相（空气-渣-钢），并通过 k - ε 方法计算了不稳定的湍流。此外，还考虑了由于液压压力的降低而引起的气泡膨胀。结果显示，由于气泡膨胀，气泡密度大多降低到0.3到0.8 kg/m 3 。然而，粘附一些包裹体后，气泡密度显著上升到20到60 kg/m 3 。粘附包裹体的最佳气泡直径在1.5和10毫米之间。对于传统的槽-槽匹配鼓风口（S–S模式），包裹体去除率为29.48%；相比之下，采用槽-多孔匹配鼓风口（S–P模式）后，包裹体去除率上升到36.34%。采用S–P模式后，混合时间也缩短了。这种现象的原因是槽鼓风口产生了强烈的不对称流动，使更多的液体在钢包底部流动。同时，多孔鼓风口产生更多的细气泡，将更多的包裹体困在顶部。利用多孔和槽鼓风口的优点，混合行为和包裹体去除大大改善。这个结果对于改善钢包精炼是有益的。
Novel Concentration Process for Platinum Group Metals in Automotive Exhaust Catalyst Using Electroless Copper Plating, Sulfurization, and Flotation
使用无电铜镀、硫化和浮选的新型汽车尾气催化剂中铂族金属浓缩过程 (this opens in a new tab)
铂族金属（PGMs）主要用于汽车尾气催化剂（汽车催化剂）。废弃的汽车催化剂是PGMs最重要的二次资源。然而，运输汽车催化剂废料和从废料中回收PGMs是昂贵且耗时的，因为废弃的汽车催化剂中PGM含量低。因此，需要一种有效的PGM浓缩技术，用于废料运输前的预处理。本研究开发了一种新的预处理技术，该技术在汽车催化剂中PGMs的浮选浓缩之前应用。这种方法利用无电Cu镀后的硫化。在无电Cu镀过程中，使用乙二醛作为还原剂，Cu被沉积在汽车催化剂的洗涤涂层中的PGM颗粒上。在硫化过程中，S蒸气将沉积的Cu硫化为硫化铜，这是疏水的。在实验之前，进行了热力学考虑，预测Cu和构成汽车催化剂的代表元素与S蒸气的反应性，并设计了硫化条件。在碳（C）存在下，硫化实验在850 K（577 °C）进行，结果显示只有Cu成功转化为硫化铜，而没有硫化 代表性氧化物（MgO，Al 2 O 3 , SiO 2 , CeO 2 , 和 ZrO 2 ）存在于 汽车催化剂中。最后，在浮选过程中，铜硫化物包覆的PGM从汽车催化剂的陶瓷组件中分离出来，这是亲水的；因此，它在泡沫中浓缩。利用微泡浮选法成功进行了浮选实验，以回收PGM精矿。预计这种创新的预处理技术将减少整个PGM回收过程所需的成本和时间。
Development of a Dross Build-Up Growth Process Model for Hot-Dip Galvanizing Considering Surface Reaction Kinetics
考虑表面反应动力学的热镀锌渣堆积生长过程模型的开发 (this opens in a new tab)
在连续热镀锌线中，最小化不希望的渣堆积在槽辊上的形成是行业的关键目标。在这项研究中，CFD多物理建模的表面反应动力学对渣堆积生长和质量传递的耦合是评估相关过程参数的基础。虚拟设计实验的结果通过神经网络方法以及线性回归建模进行处理，以构建替代过程模型。发现浴Al浓度对槽辊上的渣堆积速率有最大的影响（> 80 pct）。在更高的Al浓度下操作锌浴可以降低渣堆积反应速率。此外，通过CFD多物理模型发现，局部渣堆积速率向卷槽的边缘增加，这可能导致条带表面缺陷的发生。
Volatile Separation and Recovery of Iridium Using Rare Earth Oxides to Form Complex Oxides for Effective Solubilization
利用稀土氧化物形成复杂氧化物进行挥发性分离和回收铱以实现有效溶解 (this opens in a new tab)
Ir作为一种铂族金属的回收至关重要，因为其生产量极低。通过Ir的氧化挥发，实现了Ir与Ta的分离，其中挥发的Ir氧化物气体被转化为复杂氧化物，通过吸收到稀土（RE）氧化物中进行回收。Ir的酸溶解性得到改善，因为复杂氧化物可以在无氧化剂的HCl中溶解。制备了一个模拟电极用于O 2 演化的催化剂，包括IrO 2 和 Ta 2 O 5 ，并研究了适合的氧化物和回收和分离Ir的条件。 挥发的Ir通过吸收Ir氧化物气体使用La 2 O 3 , Nd 2 O 3 , 和 Sm 2 O 3 进行回收。X射线衍射表明， 当使用Nd 2 O 3 和 Sm 2 O 3 吸收剂时，形成了Nd 3 IrO 7 和 Sm 3 IrO 7 ，而使用La 2 O 3 形成的相未知。由RE氧化物吸收的Ir在HCl中可溶，感应耦合等离子体发射光谱法证实了Ir的选择性溶解，几乎没有Ta溶解。因此，Ir在1373 K时，使用La 2 O 3 作为吸收剂，不可逆和完全地回收。O 2 大气加速了Ir的氧化挥发和其回收。
Mechanism and Model of Nitrogen Absorption of Molten Steel During N2 Injection Process in RH Vacuum
RH真空中N2喷射过程中熔融钢的氮吸收机制和模型 (this opens in a new tab)
本文研究了RH真空精炼过程中，通过喷射N 2 对熔融钢的氮吸收机制。通过热力学和动力学计算分析了N 2 在熔融钢中的溶解行为。对于上升流中的N 2 气泡，氮的吸收、平衡和脱氮现象在上升管中同时发生。该过程分为三个阶段：(1) 熔融钢的较大静压使得平衡值高于N 2 气泡开始在N 2 入口处上升时的[N]含量。然后，氮从N 2 气泡扩散到熔融钢中，[N]含量增加；(2) 熔融钢中的[N]含量达到平衡值；(3) 熔融钢的较小静压使得平衡值低于N 2 气泡接近真空室中熔融钢表面时的[N]含量。然后，氮从熔融钢扩散到N 2 气泡中，[N]含量减少。此外，建立了一个考虑了熔融钢和真空室静压的氮溶解模型。通过300 t 钢包RH处理的工业试验验证了氮溶解模型。优化的氮溶解模型预测的结果与测量结果吻合良好。结果表明，随着真空室压力的增加和熔融钢中初始[N]含量的减少，氮溶解速率显著增加，而熔融钢的温度对氮溶解速率的影响较小。
Degradation Behavior of MgO–C in Contact With Liquid Steel Without/With Ar Blowing
MgO–C与液态钢接触无/有Ar吹动的降解行为 (this opens in a new tab)
在1550°C至1650°C的温度范围内，使用高频感应炉研究了MgO–15 pctC在Ar吹动下与液态钢接触的降解行为。在实验温度下，无吹动时未观察到MgO–C的表面降解，但在1600°C以上的Ar吹动下观察到了表面降解。通过X射线CT观察到了MgO–C内部由碳基体包含的细MgO颗粒反应引起的降解，并从MgO–C与液态钢的界面向MgO–C内部进行。在Ar吹动条件下，1600°C以上的降解严重且完全进行。MgO–C降解反应去除了约75%的碳。降解反应可以被认为是链反应；直接反应（MgO(s) + C(s) = Mg(g) + CO(g)）和由演化气体引起的间接反应。液态钢中的碳含量随时间增加，最初是由于MgO–C中固态碳的溶解，后来是由于CO气体的分解。液态钢中的Mg含量没有显著变化，但在界面形成了MgO层。随着温度和Ar吹动的增加，MgO层变得更厚。提出了MgO–C与液态钢接触无/有Ar吹动的降解机制。
Kinetic Model of Desulfurization During RH Refining Process
RH精炼过程中脱硫的动力学模型 (this opens in a new tab)
基于双膜理论，考虑了RH真空室中脱硫剂的添加和钢包中炉渣的脱硫，建立了RH脱硫过程的动力学模型。该动力学模型用于预测RH脱硫过程中熔融钢中硫含量的变化，与工业试验结果吻合良好。研究了炉渣组成和吹粉参数的影响，结果表明，由于其更好的动力学条件，脱硫剂的吹粉添加方法比重力沉降法具有更高的脱硫速率。脱硫分数主要与添加脱硫剂的组成和数量有关。随着CaO/Al 2 O 3 比值的增加和脱硫剂中SiO 2 含量的减少，脱硫速率增加。与多次添加相比，建议通过重力沉降法一次性添加脱硫剂以提高脱硫速率。
First-Principles Calculation of CaO–Al2O3–CaF2 Slag
CaO–Al2O3–CaF2炉渣的第一性原理计算 (this opens in a new tab)
为了指导CaO–Al 2 O 3 -基础的 非反应性模具通量用于低密度高强度钢的生产， CaO–Al 2 O 3 –CaF 2 熔渣通过 第一性原理分子动力学计算。结果显示，相应键的稳定顺序是Al–O > Ca–F > Ca–O > Al–F。随着F − 的添加，Al–O和Al–F键的稳定性增强，而Ca–O键的稳定性降低，Ca–F键几乎没有 变化。此外，尽管较低的 CaO/Al 2 O 3 比率增加了结构复杂性， 但F的解聚和稀释在降低粘度中起主导作用。Al–O和Al–F是电荷转移键，而Ca–O和 Ca–F是离子键。不稳定的六面体AlO 4 F动态地演变为四面体AlO 3 F和AlO 4 。此外，F的低含量主要形成AlO 3 F结构 以解聚和稳定Al–O网络结构，而F的高含量促进AlO 4 F结构以降低熔渣的对称性 和稳定性。
Comparison Between Microwave Heating and Conventional Heating of Magnetite During Hydrogen Reduction
微波加热和传统加热对磁铁矿在氢还原过程中的比较 (this opens in a new tab)
通过微波加热和传统加热方法研究了磁铁矿粉末在H 2 气氛中的还原微观结构机制和动力学。比较了这两种加热方法得到的还原产物的横截面形态。在两种情况下，还原都是逐层进行的，并伴随着在铁层中形成不规则的孔洞。两种方法的区别在于传统加热过程中粒子出现裂纹。通过测量湿度计的水分含量分析了磁铁矿还原的宏观动力学。在由60 pct H 2 -Ar组成的还原气氛中，磁铁矿的还原在1173–1373 K下分为两个阶段：从 Fe 3 O 4 到FeO，从FeO到Fe。微波辐射增加了原子扩散系数，从而增强了扩散和反应速率。在微波下的1173 K的还原速率几乎等于在传统条件下的1373 K的还原速率，尽管温度差为200 K。与传统加热相比，微波加热降低了反应活化能。
An Electrolysis-Distillation Approach for Producing Potassium Metal
一种用于生产钾金属的电解-蒸馏方法 (this opens in a new tab)
由于钾（K）的蒸气压力高，且K对石墨阳极有侵蚀作用，因此不能通过熔盐电解生产K。为了克服这个问题，采用了液态锡（Sn）电极来实现电解，通过形成K-Sn合金来容纳K，然后通过后续的蒸馏方法将其分离为K气体和Sn。所谓的电解-蒸馏（ED）方法在熔融的K 2 CO 3 -KCl中进行，同时使用基于镍（Ni）的惰性氧演化阳极，在150到700 mA/cm 2 的电流下进行，温度为700 °C。在350 mA/cm 2 下，K-Sn合金的电流效率大于70％，且没有有害的氯气（Cl 2 ）生成，而K在液态Sn中的化学扩散系数约为 5.21×10 −5 cm 2 /s。此外，基于Ni的合金惰性阳极稳定地服务了超过100小时。真空蒸馏在650 °C下进行了90分钟，得到了纯度为99.99％，回收率为93.5％的K金属。因此，这里开发的ED方法是生产K金属的一种高效且清洁的途径。
Recycling of LiCoO2 Battery Cathode Material Through Aluminothermic Reduction Using Aluminum Waste Chips
通过铝热还原利用废铝片回收LiCoO2电池阴极材料 (this opens in a new tab)
全球电动汽车（EVs）的增加加速了需要管理和回收的废弃锂离子电池（LIBs）的数量。废弃的LIBs含有可能被回收再利用的有价值的金属。在这项研究中，我们使用了7075废铝片作为还原剂，从LiCoO 2 （LIBs中最常用的阴极）中分离Li和Co。我们使用FactSage 8.2热化学包进行了系统的热力学分析，以评估焓对系统的影响，确定Li和Co回收的最佳条件，并评估各种温度下的反应产物。我们进行了一些实验来研究还原过程。观察到某些反应条件会产生点火，导致样品熔化。在Al废片中的杂质被观察到会影响Li和Co的最终产品。总的来说，Zn被发现在气相中与Li一起存在。Cu被溶解到(Co,Al)合金中，Mg主要报告到矿渣中。我们提出了一个使用Al废片进行LiCoO 2 的铝热还原的通用示意图。使用Al废片被认为是从LiCoO 2 废物中回收Li和Co的有前途的方法。
Elaboration of A Coupled Numerical Model for Predicting Magnesia Refractory Damage Behavior in High-Temperature Reactor
制定一个耦合数值模型以预测高温反应器中镁质耐火材料的损伤行为 (this opens in a new tab)
基于静态和旋转指测试的分析，我们提出了一个量化评估冶炼过程中镁质耐火材料恶化的方法。然后，我们开发了一个瞬态3D流固耦合数值模型，包括两相气/渣流动模式、温度分布、MgO含量分布、固体耐火材料的溶解和样品形状的变化。引入了一个动力学退化模型来计算由流动诱导的侵蚀和化学诱导的腐蚀的耦合效应决定的耐火材料的总磨损率。通过动态网格技术来描述固体耐火材料样品的形状变化。模拟结果与实验数据的紧密相关性增加了对开发的数值模型基本有效性的信心。结果表明，流动会根据速度将总磨损率增加一到两个数量级。因此，在估计耐火材料的磨损率时，必须考虑流动诱导的侵蚀。流动诱导的侵蚀和化学诱导的腐蚀可以通过壁面剪切应力和修正的阿累尼乌斯定律来量化。
Improvement of Oxidation Resistance for Ni-Base Single Crystal Superalloy TMS-238 by Suppression of Sb Segregation at Oxide/Substrate Interface Using CaO
使用CaO抑制Sb在氧化物/基材界面的偏析，提高Ni基单晶高温合金TMS-238的抗氧化性能 (this opens in a new tab)
杂质Sb会降低Ni基高温合金在Al 2 O 3 坩埚熔炼后的抗氧化性能。本研究的目的是阐明CaO对含有Sb的Ni基单晶高温合金TMS-238的抗氧化性能和反应机制的影响。在使用Al 2 O 3 坩埚和CaO坩埚熔炼后，铸造出含有Sb的单晶合金。在循环氧化试验中，CaO坩埚熔炼后的合金的质量没有减少。在对CaO坩埚熔炼后的合金进行STEM观察时，发现了Sb–Ca–O包裹体。在对CaO坩埚熔炼后的合金的氧化物/基材界面进行3DAP时，没有检测到Sb的偏析。此外，将CaO棒插入TMS-238熔体以观察CaO/熔体界面。在对CaO棒表面进行EPMA观察时，观察到了Sb。因此，CaO坩埚熔炼后的合金比Al 2 O 3 坩埚熔炼后的合金具有更高的抗氧化性能，这是由于通过从熔体中移除Sb并在合金中固定Sb，抑制了氧化物/基材界面的Sb偏析。这是通过在CaO表面形成Sb–Ca–O，以及在合金中形成Sb–Ca–O包裹体来实现的。
A Prediction Model for Continuous Growth of Austenite Grains in Steel Casting Blank: Considering Complex Temperature Variation
钢铸件毛坯中奥氏体晶粒连续生长的预测模型：考虑复杂的温度变化 (this opens in a new tab)
在连续铸造和等温浸渍过程中，钢铸件毛坯经历复杂的温度变化。准确预测这个过程中奥氏体晶粒的连续生长对于确保铸件毛坯和最终产品的质量控制至关重要。基于经典的等温奥氏体晶粒生长模型 并且，作为晶界迁移的驱动力，已经建立了奥氏体晶粒连续生长的预测模型。该模型考虑了复杂的温度控制过程和温度变化率的影响。结果表明，模型的预测与实验数据之间有很强的一致性，证明了它能够准确模拟复杂的温度变化，如加热和浸泡过程。此外，该模型可以预测钢铸件毛坯的奥氏体平均晶粒尺寸的演变。晶粒生长的指数和活化能都被观察到与温度呈负相关，显示出线性关系。该模型被用来研究加热和浸泡过程中奥氏体晶粒生长的行为，以及预测其在复杂温度变化率下的反应。这些发现为调节奥氏体晶粒尺寸和确保各种铸造过程中铸件毛坯的质量提供了基础。
The Effects of Heating on the Three-Dimensional Evolution of Microsegregation in Continuous Casting Blooms of Gear Steel
加热对齿轮钢连铸坯微偏析三维演变的影响 (this opens in a new tab)
钢在连铸过程中的微偏析是不可避免的，导致轧制钢的带状结构，降低了钢的各向异性加工性和使用寿命。微偏析可以分为树状偏析和孔隙偏析，后者的风险更大，只能通过热充电的高温扩散来改善。为了准确描述微偏析的程度，本文开发了一种基于聚类算法的新的评价方法，考虑了面积分布对偏析比的影响。在此基础上，建立了一个三维碳扩散动力学模型，可以预测加热过程中树状偏析和孔隙偏析的环向碳扩散，以及确定最优加热过程。结合正交实验，研究了加热时间和温度对改善齿轮钢连铸坯孔隙偏析的影响，三维扩散动力学模型的平均预测误差不超过4.62%。结果表明，通过在1250°C下保持1.5小时，可以达到扩散孔隙偏析的最佳条件。
Experimental Phase Equilibria and Liquidus of CaO-Al2O3-SiO2-Na2O-B2O3 Slags Relevant to E-waste Processing
实验相平衡和CaO-Al2O3-SiO2-Na2O-B2O3熔渣液相线的研究，与电子废物处理相关 (this opens in a new tab)
基于CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 系统的三元主熔渣，其CaO/SiO 2 (C/S)比值为0.3-1.0，掺入5-20 wt pct的无水硼砂(Na 2 B 4 O 7 )，研究了在1050-1350°C温度范围内五元CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 -Na 2 O-B 2 O 3 熔渣系统的相平衡。本研究使用了高温熔渣平衡后快速淬火的著名方法。使用扫描电子显微镜(SEM)和波长色散电子探针微分析(WD-EPMA)技术检查了淬火后的熔渣样品，以确定结构并分析平衡相的化学成分。确定了15种熔渣组成的主相，并使用迭代方法确定了熔渣的液相线温度，不确定性范围为±10-20°C。总的来说，随着硼砂含量的增加，熔渣的液相线温度降低，C/S比值为0.3的熔渣中观察到最高的液相线降低，C/S比值为1.0的熔渣系列中观察到最低的液相线降低。讨论了硼砂、Na 2 O和B 2 O 3 对熔渣液相线温度的影响。结果表明，尽管硼砂降低了三元CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 熔渣的液相线，但B 2 O 3 的单独添加显示出更明显的效果 在降低熔渣液相的熔点方面，硼砂的效果优于硼砂。主要相位包括方解石（CaO.Al 2 O 3 .2SiO 2 ）、假钙石榴石（CaO.SiO 2 ）和硅铝石（2CaO.Al 2 O 3 .SiO 2 ）。
Vibrations Analysis of Bubble Evolution in Liquids of Varying Physical Properties
对不同物理性质液体中气泡演化的振动分析 (this opens in a new tab)
近年来，人们试图通过振动测量来控制金属制造钢包中的气体搅拌强度。更好地理解两相流中诱导的振动可以大大改善现有的气体搅拌控制模型。在这项工作中，我们使用了高灵敏度的加速度计进行液态金属合金的振动测量；在200℃的Sn-40 wt pctBi合金和20℃的水中。液体的检查是在Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf的钢铸造液态金属模型设施中集成的钢包模型中进行的。通过在钢包底部安装的单个喷嘴以低流速（范围为0.01至0.15 NL min -1 ）控制注入氩气，在相应的液体中产生单个气泡。获得的结果显示了在检查的液体中诱导振动的差异，这些差异在振动幅度的均方根值的大小和随着流速增加的结果曲线的形状上。此外，连续小波变换揭示了演化的气泡现象的持续时间和振动频率的变化。研究结果表明，检查液体的物理性质的差异导致在气泡演化过程中诱导的振动的变化。
Modification of Elemental Migrations of Vanadium-Bearing Slags by CaO, V2O3 and “FeO”
通过CaO、V2O3和“FeO”改变含钒熔渣中元素的迁移 (this opens in a new tab)
在这项研究中，我们阐明了在1380℃下使用 V 2 O 3 、CaO和“FeO”改变的含钒熔渣中各相之间的元素迁移，主要方法包括高温实验、淬火和电子探针X射线微区分析。我们量化了尖晶石和液相之间的氧化物分布，包括“FeO”、CaO、SiO 2 、 V 2 O 3 和 Cr 2 O 3 等主要氧化物，以及Al 2 O 3 、MnO和MgO等次要氧化物。我们首次发现V 2 O 3 和Cr 2 O 3 主要存在于尖晶石相中，决定了这个系统的主要相。随着总的 V 2 O 3 含量的增加，尖晶石相中的 V 2 O 3 浓度显著增加，而Cr 2 O 3 浓度降低；而液相中的这些元素浓度保持在低水平。更多的CaO导致从尖晶石相转移到液相中的 V 2 O 3 浓度增加，相应地，尖晶石相中的 Cr 2 O 3 浓度增加。相比之下，“FeO”主要影响尖晶石相的化学成分，而不是液相， 即 ，随着总“FeO”含量的增加，尖晶石相中的“FeO”浓度逐渐增加，以V 2 O 3 和 Cr 2 O 3 的消耗为代价。因此，我们的研究为工艺设计和现场改造含钒渣提供了有用的线索，以实现清洁利用。
Kinetic Analysis of Hydrogen Reduction of Nickel Compounds
氢还原镍化合物的动力学分析 (this opens in a new tab)
对NiO、NiCO 3, 和 Ni(OH) 2 的氢还原动力学进行了回顾，并总结了过去二十年中最重要的实验值和结果。在300 °C、400 °C和500 °C下进行了NiO、NiCO 3, 和 Ni(OH) 2 的等温氢还原实验，并将获得的数据拟合到多个不同的固态动力学模型中，以比较模型的适用性。在H 2 (0 °C→ 900 °C)的非等温还原中，NiCO 3 在230 °C到300 °C的温度范围内分解， Ni(OH) 2 在220 °C到300 °C分解。计算得到的 E a 值对于NiCO 3 、 Ni(OH) 2, 和 NiO分别在30和35、36和37、21和26 kJ/mol之间。大多数使用的模型都拟合得很好，使得选择最适合的模型变得困难，以及确定反应背后的机制。得出的结论是，温度的提高加速了还原过程，而反应速率控制机制需要更深入的研究。
Electrochemical Formation of Calcium Hexaboride and Boronizing of Metal Electrodes in CaCl2-Based Molten Salt
电化学形成六硼化钙和金属电极的硼化在CaCl2基熔盐中 (this opens in a new tab)
在1123 K的 NaCl–CaCl 2 –CaO–B 2 O 3 熔盐中，研究了硼物种在Mo和Ni电极上的电化学行为，以建立使用熔盐电解生产CaB 6 的过程。在Mo和Ni板上进行了四个不同电位（− 2.97、− 2.77、− 2.37和− 2.07 V vs Cl − /Cl 2 ）的电解。在所有实验条件下都观察到硼化的Mo或Ni。在− 2.37 V的电位下，Mo的硼化层厚度为几微米，而在相同的电解条件下，Ni的硼化层厚度约为15 µ m。此外，CaB 6 在Mo的情况下，是在− 2.37 V或更负的电位下形成的，尽管在Ni的情况下，是在− 2.77 V或更负的电位下形成的。硼化在Ni上进行得比在Mo上快，表明在Ni的情况下，硼化倾向于优于CaB 6 的形成。结果表明，Mo比Ni更适合作为CaB 6 的电极材料。此外，即使熔融物含有Ca 2+ 离子，也可以在适当的条件下通过熔盐电解对金属进行硼化，而不形成CaB 6 。
Molecular Dynamics Simulation of Diffusion Behavior in Liquid Sn and Pb
液态Sn和Pb中扩散行为的分子动力学模拟 (this opens in a new tab)
本研究旨在阐明独特结构对于 “肩部”，代表了在静态结构因子第一峰的高波矢侧的一个隆起，在液态Sn (liq-Sn)中对自扩散行为的影响通过分子动力学（MD）模拟进行研究。对在573 K的liq-Sn和在773 K的液态Pb (liq-Pb)进行了MD模拟以进行比较。前者和后者被选为具有和没有肩部结构的元素，并且在两种元素中都测量出了可靠的液态自扩散系数。计算出的liq-Sn和liq-Pb的自扩散系数被复制为与参考可靠扩散系数数据的同一数量级，这些数据是通过地面实验获得的。liq-Sn的微观扩散行为不像硬球模型，因为原子在对应于在liq-Sn的配对分布函数中出现的肩部的范围内变得迟缓，以及在基于局部原子配置和单个原子的时间序列分析的liq-Sn的结构因子中。因此，速度自相关函数（VACF）比liq-Pb的更快地收敛到零，并且它被硬球模型复制。然而，由自扩散系数表示的liq-Sn的宏观扩散行为与硬球模型相同，VACF在长时间内无关。
Enhancing Reduction Separation and Efficient Recovery of Iron, Vanadium, and Titanium for Ultra-High-Titanium Magnetite
提高超高钛磁铁矿的铁、钒、钛的还原分离和有效回收 (this opens in a new tab)
在这项工作中，三氧化二硼和氟化钙被应用为复合添加剂，以探索适合处理低品位、高钒、超高钛钒–钛磁铁矿的过程。进行了金属化基于煤的直接还原–电磁分离实验。结果显示，在以下条件下可以实现良好的金属化比率、分离和有价组分的回收：三氧化二硼添加剂含量8 pct，氟化钙添加剂含量8 pct，还原温度1100°C，还原时间30 min。金属化比率为94 pct，Fe、V和Ti的回收率分别为96、84和85 pct。X射线衍射结果显示，这种条件下的相变相对简单，主要是金属铁和不同的钛氧化物，没有太多的中间产物形成。扫描电子显微镜–能量散射光谱分析显示，不同的条件使得还原产品在大小、数量、形状和元素分布上呈现出不同的情况，这种差异导致了有价组分的分离和回收效果的差异。金属铁粒子的尺寸越大，组分分离的效果越好。三氧化二硼通过破坏[SiO 4 ]自由基来发挥作用。氟主要扩散到硅酸盐渣相中，部分氟化钙在1100–1150°C的相对较低温度下仍然存在。总的来说，以三氧化二硼和氟化钙为复合添加剂的金属化还原–磁性分离过程实现了优秀的金属化比率，满意的有价组分的分离和回收，大规模降低了反应温度和时间。
Effect of Inflow Mode and Parameters on Temperature and Phase Transition of Wires During Isothermal Quenching in Molten Salt Bath
入流模式和参数对熔盐浴中等温淬火过程中线材温度和相变的影响 (this opens in a new tab)
盐浴可以快速冷却从奥氏体化温度的线材，然后进行等温热处理以实现索氏体化。精确控制盐内的冷却条件对于提高线材的机械性能至关重要。在盐热处理中，用熔盐混合物作为淬火介质对移动的线材进行处理，以实现等温相变。然而，模拟线材在盐中的运动是具有挑战性的。为了解决这个问题，我们开发了一种创新的两步方法来模拟线材和盐之间的等温淬火。在第一步中，建立了包含盐和线材的三维模型，以获得线材表面的热传递系数。在第二步中，建立了一个包含潜热和热传递的切片模型，并通过编程第一步获得的热传递系数，我们成功地模拟了线材的动态过程。此外，还研究了盐温度和流速对线材温度的影响。模拟结果与实验测量结果吻合良好。因此，这个模型可以用来研究等温过渡过程，并预测线材的温度。
Hydrogen Reduction of LiCoO2 Cathode Material: A Kinetic Study
氢还原LiCoO2阴极材料：动力学研究 (this opens in a new tab)
由于气候变化和初级矿石质量下降，金属生产面临新的挑战，因此需要新的技术和可持续的处理路线。解决这个问题的一种方法是使用更清洁的还原剂氢从二次资源如废旧电池中回收金属，这将减少在熔炼过程中直接排放的二氧化碳。使用氢回收Li-ion电池阴极材料将导致更温和的金属生产过程，并同时提供一种可持续的处理废物的解决方案。本研究研究了H 2 在600–1000°C下还原LiCoO 2 的动力学，直到180 利用等温质量变化分析的最小反应时间，并通过详细的微观结构演变观察进行支持。整体还原机制似乎遵循收缩核心模型，不同的速率限制步骤取决于还原温度。在600-800°C的还原活化能被计算为37.4 kJ/mol，并由成核步骤控制。所获得的信息和数据在比较不同的回收方法和优化废旧锂离子电池过程的还原参数时非常有用。
On the Microstructure and MnS Precipitation in a High Sulfur Steel Based on Directional Solidification: The Effect of Cooling Rate
基于定向凝固的高硫钢中的微观结构和MnS沉淀：冷却速率的影响 (this opens in a new tab)
高硫钢中通常形成大的树状MnS，这对钢的横向冲击性能和机械性能有害。为了准确揭示冷却速率对高硫钢中MnS沉淀行为的影响，进行了不同冷却速率下的定向凝固实验。定向凝固后，沉淀的MnS包括主要是II型，并分布在树状晶臂之间。MnS的大小随着凝固距离的增加而增加。随着冷却速率从0.18增加到0.87°C/s，大于5 μ m的MnS的数量密度逐渐从55减少到41%，而3到5 μ m的MnS的数量密度增加。同时，钢的凝固结构沿着平面晶体→细胞晶体→树状晶体的路径改变。基于实验结果，高硫钢的冷却速率（ R c ）和主树状臂间距（ λ ）之间的关系可以表示为λ=251.63Rc−0.275。更快的冷却速率抑制了Mn和S的宏观偏析，Mn的微观偏析比S的更严重。热力学计算表明，在当前的冷却速率范围内，当钢的固相分数大于0.82时，MnS可以沉淀。
Separation of Li and Co from LiCoO2 Cathode Material Through Aluminothermic Reduction: Thermodynamic Calculations and Experimental Results
通过铝热还原从LiCoO2阴极材料中分离Li和Co：热力学计算和实验结果 (this opens in a new tab)
电动汽车（EV）商业化的增加相应地增加了寿命结束的锂离子电池（EOL LIBs）的数量，这导致了环境问题。已经提出并研究了回收EOL LIBs的不同途径。本研究评估了铝热还原作为通过热力学建模和实验研究从LiCoO 2 （常见的阴极材料）中分离Li和Co的替代途径。测试了三种不同的气氛：环境空气，惰性和真空。在所有气氛的实验中都观察到导致样品点燃和熔化的铝热反应。发现反应动力学快且高放热，导致样品熔化形成液态矿渣中的Co滴。三种气氛的实验表明，Li和Co可以以LiOH，LiAlO 2 和CoAl合金的形式提取。所提出的方法可能是开发低能耗替代途径以在单一过程中回收Li和Co的基础。
Applying Modified SKK Hot Cracking Criterion to Fusion Welding of Al Alloys
将改进的SKK热裂纹准则应用于Al合金的熔融焊接 (this opens in a new tab)
高性能铝合金的开发受到熔融焊接过程中凝固裂纹的限制。到目前为止，热裂纹准则缺乏对熔融焊接过程中应力和应变的定量描述。在此，基于模拟实验和凝固计算，改进并扩大了直冷铸造的SKK热裂纹准则到熔融焊接区域。裂纹敏感性随着(Zn + Cu)/Mg比率的增加而增加，(Zn + Cu)/Mg比率低于1.5的新合金容易抑制热裂纹。准则中考虑了焊接凝固过程中的微观结构、温度和应力演变，并与焊接结果相符，这对工业焊接具有一定的指导意义。
Effects of the Addition of Transition Metals on Cast Al–Cu Alloys
过渡金属添加对铸造Al-Cu合金的影响 (this opens in a new tab)
本工作报告了对铸造Al-Cu合金微观结构和强度的研究，这些合金添加了不同量的Ti、V和Zr，因为这些元素形成稳定的Al 3 M型粒子，能够增强其强度。合金在760°C下熔化并倒入钢模具。利用改进的Scheil-Gulliver模型研究了合金的凝固和冷却。在凝固结束时，D0 22 和D0 23 粒子的体积分数被用来评估Orowan机制的强化。微观结构 研究揭示了Al 3 M类型颗粒的存在 由Ti，V和Zr制成。不同合金的强度差异 归因于Al 3 M沉淀物。
The Impacts of Temperature, Gas Composition and Reaction Time on the Reduction of Saprolite Nickel Ore Under Hydrogen–Argon Atmosphere
温度，气体成分和反应时间对氢氩气氛下莎普洛莱特镍矿还原的影响 (this opens in a new tab)
回转窑-电炉（RKEF）技术占据了95%的 后期镍矿处理。煤常用作燃料和 在回转窑中的还原剂，以产生固体还原产品 然后在电炉中熔化。在 过程中使用煤导致大约70吨的 CO 2 每1吨镍在铬镍铁或镍猪 铁产品。减少 CO 2 在RKEF过程中的排放是通过替代 碳基燃料和还原剂与氢气。这项研究 专注于氢氩气氛下莎普洛莱特镍矿还原的实验研究。研究开始 通过使用FactSage 8.0进行热力学模拟 初步评估不同参数对 还原过程。然后在水平管炉中进行了莎普洛莱特镍矿的还原实验 不同的温度（500℃，600℃，700℃，800℃和900℃），氢气成分 （25和75 pct H 2 在H 2 –Ar气体混合物中），和 反应时间（0.25至3小时）以模拟回转窑中的过程 窑。使用ICP-MS，SEM-EDS， 和XRD分析了固体还原产品。所有条件下的整体还原程度也 通过测量样品在还原过程前后的重量进行监控。根据重量变化，还原过程 发现非常迅速，因此在15 分钟内完成。然后在垂直管炉中将每个固体还原产品熔化 在1550℃下保持2小时在惰性，氩气氛下以模拟 在电炉中的过程。熔化后的金属产品平均成分为80.6 pct Fe和8.3 pct Ni，这与 商业生产的镍猪铁相似。
Treatment of Hot Metal Desulfurization Slag With CO2 Gas in the Temperature Range of 873 K to 1473 K for Better Recycling of the Slag
在873 K至1473 K的温度范围内用CO2气体处理热金属脱硫渣以更好地回收渣 (this opens in a new tab)
热金属脱硫渣中的高硫含量是回收渣的 主要障碍之一在炼铁和 炼钢过程。如何有效地从热金属中去除硫 脱硫渣是提高其可回收性的关键步骤。 热力学分析表明，CO 2 是从热金属脱硫渣中去除硫的更好氧化 气体比O 2 在保持 高回收率的处理渣通过保持铁在渣 与磁性分离器可分离。一个硫去除实验 在873 K至1473 K（600℃至 1200℃）的温度范围内进行了每次试验运行约100克热金属脱硫渣样品 。与氧气去除硫相比，二氧化碳更 有效，最高可达40％的去除率在1173 K（900℃）和大约90 pct 在1273 K（1000℃）以上去除。高温，高气速和 长时间处理有利于从热金属脱硫渣中完全去除硫。 在CO 2 在1273 K（1000℃）以上处理60分钟后，热金属脱硫渣中的硫含量变得足够低，处理后的热金属脱硫渣预计将高度 可回收作为废钢，铁矿石和炼铁和炼钢过程中的熔剂的替代品。
Numerical Analysis of Fluid Flow and Powder Transport Characteristics of RH-Degasser Ladle Bottom Powder Injection (RH-PBI) Process
RH-Degasser钢包底部粉末喷射（RH-PBI）过程的流体流动和粉末输送特性的数值分析 (this opens in a new tab)
在这项工作中，通过建立耦合的气-液-粒子数学模型，对RH-BPI精炼过程进行了数值模拟 。研究了粉末喷射引起的气-粉射流的偏转行为，并评估了粉末喷射位置，载气流量，粉末直径和粉末喷射速率对循环流量，吸水管的磨损和钢包顶部区域中粉末百分比的影响。实验数据与流场速度和粉末分布的模拟进行了比较。结果表明，RH-BPI会改变气-粉射流的形状，从而影响液钢流动，吸水管的磨损和钢包顶部区域中的粉末百分比。整个粉末喷射过程根据射流的偏转分为三个阶段，基于射流的偏转 气体-粉末羽流。粉末喷射位置是最重要的因素。当粉末喷射位置直接在上升烟囱下方时，这是更有利的。随着底部吹气流量的增加，循环流量和烟囱的磨损增加，但炉顶区域粉末的百分比先减少后增加。大粉末直径会增加烟囱的磨损和炉顶区域粉末的百分比，但对循环流量没有显著影响；粉末喷射速率对上述三个指标的影响不大。
Effect of Revert Addition on the Nitrogen Removal From Liquid Superalloy During Vacuum Induction Melting Process: Experimental and Simulation Studies
再生料添加对真空感应熔炼过程中液态超合金氮的去除效果的影响：实验和模拟研究 (this opens in a new tab)
对杂质和非金属夹杂物的控制对超合金的冶金质量至关重要。本文研究了再生料添加对GH4738超合金氮去除效果和夹杂物特性的影响。并通过耦合宏观现象（包括电磁、流体流动、热量和质量传递）开发了一个多尺度瞬态模型，用于描述和预测精炼过程中液态超合金中氮的去除。一系列实验数据验证了模型的可靠性。结果表明，再生料添加显著抑制了氮的去除效率，并导致液态超合金中氮残留更多，从而导致更多的氮化物或碳氮化物的沉淀。瞬态模型显示，熔融浴中的残余氮在空间上分布不均，其中氮在气-液界面的质量传递受到腔室压力、浴温和熔体流动模式的协同控制。增加精炼功率可以增强搅拌强度，加速溶质传输，有利于氮的去除，但也会导致精炼温度升高，从热力学上抑制脱氮反应。模拟结果显示，通过降低腔室压力和增加金属浴搅拌强度的真空精炼再生超合金，有利于获得低氮含量的合金。考虑到高温和再生料添加的抑制效果，建议调整精炼功率以促进氮的去除，当再生料的比例超过40%时。
Evolution Behavior of Non-metallic Inclusions in High-Al or Si-Alloyed Steel Reacting With CaO–Al2O3–FeO–SiO2–MgO Slag
高铝或硅合金钢与CaO–Al2O3–FeO–SiO2–MgO熔渣反应中非金属夹杂物的演变行为 (this opens in a new tab)
在1873 K (1600 °C)的条件下，研究了合金元素与熔渣反应对高铝或硅合金钢熔体中非金属夹杂物演变行为的影响。添加到熔钢中的铝（1.5 质量百分比）通过与氧的反应产生富氧化铝的夹杂物，并通过与CaO–Al 2 O 3 –FeO–SiO 2 –MgO熔渣的界面反应还原FeO， 导致熔渣中氧化铝含量的增加。另一方面，添加到熔钢中的硅（4.0 质量百分比）通过与熔渣的界面反应增加了熔渣中的硅酸含量，并从液态熔渣中吸收铝进入熔钢，这改变了现有的富硅夹杂物为富铝夹杂物。两种合金元素的添加都产生了富氧化铝的夹杂物，两系列现有的氧化铝夹杂物通过从熔渣中吸收镁进入熔钢，被改变为 MgAl 2 O 4 尖晶石夹杂物。通过对夹杂物粒子的群体密度函数（PDF）分析，我们确认了在含有1.5 pct Al或4.0 pct Si的钢中，夹杂物的生长是通过镁和铝在钢中的扩散发生的。在添加了1.5 pct Al和4.0 pct Si的钢中，氧化铝夹杂物的过饱和度随着反应时间的增加而持续下降。因此，在合金化1分钟后，两系列中都观察到了树状或球形的氧化铝夹杂物，而在合金化30分钟后，主要观察到了小的、独立存在的多边形MgAl 2 O 4 尖晶石夹杂物。
Decomposition Behavior of Ternary Compounds in the Al–Te–O System and Phase Equilibrium of Al2O3–TeO2 System Below 920 °C in Air
Al–Te–O系统中三元化合物的分解行为和Al2O3–TeO2系统在空气中低于920 °C的相平衡 (this opens in a new tab)
Al–Te–O系统中的三元化合物被认为是低温共烧陶瓷制备的潜在材料。在Al–Te–O系统中发现了两种三元化合物，Al 2 TeO 6 和 Al 2 Te 2 O 7 。 Al–Te–O系统在空气中的920°C下。这两种化合物的分解行为已经通过热重分析-差示扫描量热法（TGA-DSC）和平衡实验进行了研究。Al 2 O 3 –TeO 2 系统的相平衡也已在环境大气中进行了实验研究，并且已经得出了相应的相图。得到的结果显示，只有当TeO 2 是66.7-70.0 mol pct，且温度在590°C至610°C时，才能找到Al 2 Te 2 O 7 。当温度超过920°C时，Al 2 TeO 6 分解为Al 2 O 3 ，TeO 2 (g)和O 2 (g)。Al 2 Te 2 O 7 在620 ± 2 °C转化为Al 2 TeO 6 ，然后遵循Al 2 TeO 6 的分解路径。在相平衡研究中，当初始样品从Al 2 O 3 –Al 2 TeO 6 区域开始时，在500°C至915°C的温度范围内，淬火样品中发现了Al 2 TeO 6 和Al 2 O 3 。当初始样品从Al 2 TeO 6 –TeO 2 相区域开始时，两个固相，Al 2 TeO 6 和TeO 2 ，可以在725 ± 2 °C下准备的样品中找到。当温度超过730 ± 2 °C时，有Al 2 TeO 6 和一个氧化物液相。在Al 2 Te 2 O 7 –TeO 2 区域，所有平衡样品都有Al 2 Te 2 O 7 和TeO 2 。
Modeling Decarburization in the AOD Converter: A Practical CFD-Based Approach With Chemical Reactions
在AOD转化器中建模脱碳：一种实用的基于CFD的化学反应方法 (this opens in a new tab)
气体吹吹技术在转化器炼钢中广泛使用，以均匀化液态钢并加速化学反应，其中氩氧脱碳（AOD）是不锈钢制造的主导过程。由于环境恶劣，建议在进行工业规模试验之前，使用小规模物理模型和数值模拟研究这种现象。本文介绍了一种 实用的计算流体动力学（CFD）方法用于模拟AOD过程，其中考虑了化学反应。这种方法可以在标准工作站上在合理的时间内模拟整个过程。模拟使用有限体积法CFD方法处理质量、动量和能量转移，并使用了局部平衡假设。研究表明，实用的方法可以用于模拟AOD过程中脱碳的初始阶段，但在质量传输计算的准确性上有所降低。模拟的准确性通过工业数据进行验证，发现结果良好。
Copper Separation From Slag in Varying Oxygen Partial Pressures During Converting
在转化过程中，随着氧分压的变化，从炉渣中分离铜 (this opens in a new tab)
氧分压是在铜精矿转化过程中回收铜的决定性热力学变量。本研究结合理论分析和实验，研究了氧分压对炉渣性质和从炉渣中分离铜的影响。此外，在高氧分压下，研究了CaO调节炉渣类型的机制。理论上，当分压跨越-8.64大气压时，Fe的稳定存在相从FeO转变为Fe 3 O 4 ，这使得炉渣中Fe 3 O 4 的含量迅速增加。实验结果表明，当氧分压从-10增加到-6大气压时，炉渣中的FeO被氧化为 Fe 3 O 4 ，炉渣的粘度增加，导致炉渣中铜含量从0.89增加到10.88 wt pct。在高氧分压（-6大气压）下添加CaO（4 wt pct）可以提高 Fe 3 O 4 在炉渣中的溶解度，并促进硅酸盐结构的解聚，从而促进铜粒子的沉降。实验结果为改善炉渣性质和转化过程中的铜回收提供了参考。
Evolution of the Microstructure and Mechanical Properties of As-Cast 22MnB5 Hot-Stamping Steel Processed by a Novel Sub-rapid Solidification Technique
通过新型亚快速凝固技术处理的铸态22MnB5热冲压钢的微观结构和力学性能的演变 (this opens in a new tab)
随着新能源汽车的需求增长，高强度和轻质热冲压钢的生产变得越来越重要。本研究研究了一种快速浸渍试验器，该试验器采用亚快速凝固过程来细化铸态微观结构并调整22MnB5热冲压钢的力学性能。研究发现，随着冷却速率的增加，研究钢的主要微观结构从铁素体和珠光体演变为贝氏体和马氏体。此外，亚快速凝固样品的晶粒尺寸显著细化，亚结构中的位错密度高。然而，亚快速凝固过程对晶粒取向和纹理影响小。此外，与慢冷样品相比，亚快速凝固样品的抗拉强度增加，但延伸率减小。
Nitrogen Control in Production of N-Alloyed Stainless Steels in AOD Converter: Application of Sieverts’ Law
在AOD转炉中生产N合金化不锈钢的氮控制：Sieverts’定律的应用 (this opens in a new tab)
在许多不锈钢中，氮被用作合金元素以改善机械性能和耐腐蚀性能。典型的氮含量高达0.5 pct。常用的合金化方法是将氮气吹入氩氧脱碳（AOD）转炉。根据钢的成分、操作实践和过程条件，N含量的命中等级可能是一个问题。根据Sieverts’定律，氮的溶解度取决于氮的分压。在本研究中，通过在工业AOD转炉中使用 N 2 – Ar 混合气体进行试验，研究了Sieverts’定律控制不锈钢中氮含量的适用性。在氮含量（0.1–0.4 pct）的广泛范围内和大量的合金化（Cr, Ni, Mo, Mn）对 N 溶解度有显著影响的情况下，该定律的有效性得到了证实。通过从上下两方接近平衡N含量，定律的有效性得到了很好的证实。因此，可以通过调节吹气混合物中氮的分压来控制氮含量。对于实际应用，可以预测在不同情况下的最终氮含量，并绘制了确定所需 N 2 – Ar 比例的指导图。这些工具可以在设计AOD转炉的氮合金化不锈钢吹气实践时使用。3 -TiO 2 .
As-Cast Grain Refinement of H13 Steel by Cerium Sulfide Formed During Solidification
通过在凝固过程中形成的硫化铈对H13钢的铸态晶粒进行细化 (this opens in a new tab)
在凝固过程中形成的硫化铈（Ce–S）被用作异质成核核心，以细化铸态晶粒。建立了一个数学模型来预测Ce–S的形成，主要结论如下。铸态晶粒大小受Ce–S的数量、大小和类型的影响。增加Ce–S的数量密度显著减小了铸态晶粒的大小。随着硫化铈（CeS）在Ce–S组成中的比例增加，1至3 μ m大小范围内的Ce–S粒子的百分比也有所提高。这些Ce–S是有效的成核核心，促进了晶粒细化。氧化铈（Ce–O）、氧硫化铈（Ce–O–S）和硫化锰（MnS）不利于晶粒细化。虽然完全避免Ce–O和Ce–O–S的形成是不可能的，但可以通过降低O含量来减少它们的形成质量。通过降低O和S的含量并增加Ce的含量，可以避免MnS的形成。铸态晶粒的细化主要归因于在凝固过程中形成的Ce–S，特别是CeS。它们的形成质量与Ce、O和S的含量有关。使用0.02质量百分比的Ce可以确保在凝固过程中形成最大质量的Ce–S，O和S的含量相应地被控制为 T.S =0.006−1.5× T.O (0.0001≤ T.O ≤0.002)。
X-ray Imaging of Two-Phase Flow Regimes in a Liquid Metal Swirling Downward Flow With Side Wall Gas Injection
X射线成像液态金属旋转下行流中的两相流动态，侧壁注气 (this opens in a new tab)
实验研究了液态金属下行管流中气泡的形成和行为，这种配置在很大程度上对应于钢铁连铸过程中浸没式喷口（SEN）的情况。实验模型在室温下使用三元合金GaInSn作为模型流体。氩气通过位于SEN壁的孔洞注入。管内的气体分布通过X射线照射进行可视化。设备由一个电磁搅拌器完成，用于在管中产生旋转流。根据气体和液态金属的体积流量，以及由搅拌器产生的旋转流的强度，观察到4种流动态：（1）在没有任何电磁搅拌的情况下，在注气点以下的区域形成几乎静止的气囊，（2）沿侧壁扭曲的空洞区，（3）管中心的直线空洞区，和（4）管流核心的气泡链。实验表明，内SEN壁的湿润条件对最终流动态有决定性影响。
Molecular Dynamics Simulations of Electroslag Remelting Slag Under Electric Field: CaF2-Al2O3-TiO2
电场下电渣重熔炉渣的分子动力学模拟：CaF2-Al2O3-TiO2 (this opens in a new tab)
理解电渣重熔炉渣的微观结构有助于优化炉渣组成和ESR过程，从而提高产品质量。本研究采用分子动力学模拟研究了电场下ESR炉渣 CaF 2 -Al 2 O 3 -TiO 2 的微观结构，分析了炉渣组成、电场强度和温度对炉渣微观结构和性质的影响。结果表明，电场下ESR炉渣CaF 2 -Al 2 O 3 -TiO 2 的骨架结构是Al-O和Ti-O结构，增加炉渣中TiO 2 的含量会降低炉渣的聚合度，有利于降低炉渣的粘度。电场的存在会削弱Ti和F原子对的相互作用，但不会改变炉渣的基本结构。在炉渣中，F的扩散能力最强，当温度从1973 K升至2173 K时，F的扩散能力显著增强，这将降低炉渣的粘度。本研究对理解ESR炉渣CaF 2 -Al 2 O 3 -TiO 2 的微观结构和预测宏观性质具有指导意义。3 -TiO 2 在电场的作用下，这有助于ESR炉渣系统的发展，提高生产和冶炼效果，从而提高电渣重熔产品的质量。
Study on the Formation of Inclusions in Ti–La–Mg Treated Steel
研究Ti–La–Mg处理钢中夹杂物形成 (this opens in a new tab)
通过比较Ti、Ti–La和Ti–La–Mg处理的钢中的夹杂物，如形态、成分、大小和数量密度，研究了Ti–La–Mg处理钢中夹杂物的形成过程。发现在钢中加入Ti后，夹杂物从Mn–Si–O + MnS转变为复合多层球形夹杂物，其内外成分分别为Ti–O、Mn–Si–O和MnS。在Ti–La和Ti–La–Mg处理的钢中，复合球形夹杂物的最外层有一层Mn–Si–O + MnS，与Ti处理的钢相似。当进行Ti–La处理时，可以形成均匀的La–Ti–O夹杂物，它是复合夹杂物的最内核。La–Ti–O夹杂物和MgO随机碰撞和聚集，它们在Ti–La–Mg复合处理中不能形成均匀的夹杂物，导致复杂夹杂物内有两种核心，La–Ti–O和La–Ti–O + MgO。过程样品研究显示，当加入Ti时，夹杂物的数量会增加。然后在加入La后，由于含La的夹杂物（La–Ti–O）的聚集显著，钢中的夹杂物大小和数量都可能增加。之后，少量的Mg可以减少夹杂物的数量和大小，特别是大尺寸的夹杂物。在Ti–La–Mg复合处理钢的冷却过程中，夹杂物的数量减少，而夹杂物的平均尺寸略有增加。
Methanol Pyrolysis-Mediated Reduction of GeO2 and Chemical Vapor Deposition of Polycrystalline Ge Films
甲醇裂解介导的GeO2还原和化学气相沉积多晶Ge膜 (this opens in a new tab)
甲醇是一种可从生物质中获得的可再生、低碳化学品。GeO 2 是生产Ge的主要来源，Ge是一种重要的半导体。本研究旨在研究甲醇裂解产生的气态物质对GeO 2 的还原和Ge的化学气相沉积。通过质量测量、X射线衍射和扫描电子显微镜技术确定氧化物的还原程度，并对产品进行表征。预测在1000 K至1200 K的甲醇裂解中，CO和H 2 是主要的还原剂，这与实验测量结果一致。发现当反应时间和温度提高到10分钟和1200 K时，GeO 2 的质量损失增加到85.5 pct。在900 K时，GeO 2 的还原不显著，与热力学预测相反，主要是由于反应动力学缓慢。在1000 K时，GeO 2 到Ge的显著还原，接近热力学平衡，已经实现。在1100 K至1200 K，实验质量损失超过了热力学预测。这种差异通过涉及粉末床上气相边界层的质量传输理论进行解释。在1200 K下，通过上游生成的气态物质在反应管下游的Si（400）衬底上沉积了10分钟，衬底温度为723 K至923 K。当衬底温度为723 K和823 K时，得到了具有柱状晶体的粗糙的多晶Ge薄膜。在923 K时，由于衬底表面上Ge扩散的增强，可能生长出更密的多晶Ge膜。
Computational Investigation of Coherent Jet Behavior Generated by H2 Shrouding Flow
计算研究H2包覆流产生的相干射流行为 (this opens in a new tab)
相干喷枪是电弧炉炼钢过程中的核心O 2 补充设备，用于提高氧气利用率和熔融浴混合效率。为了减少对天然气的依赖并扩大可再生能源的应用范围，通过数值模拟和燃烧实验研究了H 2 对相干射流流场的影响，并在实验测试中测量了轴向速度和总温度，以验证模拟结果的可靠性。结果表明，主氧射流的速度势核心长度可以通过818-H 2 进一步延长。 在相同燃料热值的补充方法下，罩气条件，与250-CH 4 补充方法相比。然而，由于818-H 2 补充方法的H 2 流量和燃烧速率较大，罩焰的区域面积在轴向和径向都得到了改善，导致燃料罩气的热利用率降低。此外，与250-CH 4 补充方法相比，对于250-H 2 补充方法，相同流量的燃料罩气的冲击深度和直径会更小，但对于818-H 2 补充方法，相同热值的燃料罩气的冲击深度和直径会更大。
Green and Effective Purification of Antimony and Recovery of Precious Metals from Noble Antimony by a New Vacuum Gasification Process
通过新的真空气化过程对贵金属和贵金属进行绿色有效的净化和回收 (this opens in a new tab)
贵金属是锑冶炼系统中贵金属的载体，具有非常高的附加值。本研究提出了一种新颖、绿色、有效的真空气化过程，用于净化锑和从贵金属中回收贵金属。饱和蒸汽压和分离系数（ β ）被用来定性分析从贵金属中分离元素的可能性，而蒸汽-液体平衡（VLE）相图被用来定量预测合金成分的分离程度和最终产品的组成。通过真空气化实验，研究了温度和保持时间对锑纯度和Au和Ag回收效率的影响。实验结果表明，在最佳温度1123 K下，挥发物中的锑纯度为99.41 pct。在残渣中，Au含量为11300 g/t，回收效率为99.62 pct。此外，对于Ag，这些值分别为2300 g/t和66.56 pct。在最佳保持时间120 分钟下，挥发物中的锑纯度为99.63 pct。在残渣中，Au含量为12100 g/t，回收效率为99.75 pct，而Ag含量为2600 g/t，回收效率为67.12。贵金属中的有价金属通过真空气化过程有效地净化和回收，没有产生任何废气和废水。这项工作为通过贵金属的真空气化分离锑和贵金属提供了指导，符合清洁生产的原则。
Numerical Understanding of Electromagnetic Influence on Fluctuation Behavior at Slag/Steel Interface During LF Refining Process
数值理解电磁影响在LF精炼过程中渣/钢界面波动行为 (this opens in a new tab)
本研究的目标是创建一个新颖的3D耦合数值模型，探讨电磁影响在LF精炼过程中渣/钢界面波动的影响。为了评估交流电源的影响，引入了AC相量来检查洛伦兹力和焦耳加热现象。湍流运动使用大涡模拟技术表示，而体积流体方法用于描绘空气/渣/钢界面的变形。离散相模型和双向耦合欧拉-拉格朗日技术被用来跟踪气泡的运动，考虑到气泡的碰撞、合并和破裂。通过将模拟结果与实验数据进行比较，确认了模型的基本有效性。研究结果强调了在研究LF精炼过程中，同时考虑电磁场和气泡流的重要性。观察到洛伦兹力在促进渣/钢界面的波动中起着关键作用，可能导致熔融钢吸收碳。
Effects of Cr2O3 on Metallurgical Properties of High Chromium Vanadium-Titanium Magnetite Flux Pellets
Cr2O3对高铬钒钛磁铁矿通量球团冶金性能的影响 (this opens in a new tab)
高铬钒钛磁铁矿（HCTVM）是一种有价值的多金属铁资源。开发HCTVM通量球团是推动高炉清洁生产和减少消耗的可行方式。本研究研究了 Cr 2 O 3 对基础性为1.1的HCTVM通量球团冶金性能的影响。将 Cr 2 O 3 的添加量从0增加到2 质量百分比，降低了球团的抗压强度，降低了还原膨胀指数，增加了还原度。此外，添加 Cr 2 O
3 提高了软化开始温度和下降温度。粘结区变窄并向下移动。基性为1.1的HCTVM熔剂颗粒展现出高炉所需的冶金性能。此外，HCTVM熔剂颗粒的冶金性能对 Cr 2 O 3 的敏感性比酸性颗粒更高。在高炉的含铁负荷中 Cr 2 O 3 的含量不应超过2质量百分比。这项研究将有助于实现利用HCTVM熔剂颗粒的可能性。
Publisher Correction: Pressure Distribution and Flow Rate Behavior in Continuous-Casting Stopper-Rod Systems: PFSR
出版商更正：连铸止杆系统中的压力分布和流量行为：PFSR (this opens in a new tab)
出版商更正：冶金和材料交易B https://doi.org/10.1007/s11663-023-02883-5 (this opens in a new tab)
本文的原始在线版本已经修订：对公式7、8和9的排版错误进行了更正。原始文章已经更新。