纯镍的纯净化研究

摘要

本论文研究了在大气感应熔炼与真空感应熔炼条件下所生产纯镍N6中杂质元素以及非金属夹杂物的存在形式及来源，并对比分析了两种熔炼条件下纯镍N6中非金属夹杂物的含量及分布状况。系统研究了在熔炼过程中改进熔炼工艺即设置不同的静置时间t(t=30min、40min、50min)对纯镍N6纯净度的影响，以及在浇注过程中改进浇注工艺即采用不同型号的碳化硅泡沫过滤器(10ppi、15ppi、20ppi)过滤熔体对纯镍纯净度的影响。
　　实验研究结果表明：两种熔炼条件下生产的纯镍N6中所含主要杂质元素均为C、O、Fe、Si、Al、Mg等元素，它们的存在形式主要为氧化物、碳化物、铝酸盐和硅酸盐以及复杂的金属间化合物，其中金属间化合物居多。杂质元素Fe来源于洗炉残留，杂质元素 Mg主要来源于炉衬，其它杂质元素主要来源于造渣材料和脱氧剂，相比真空感应熔炼，大气对纯镍熔体纯净度影响不明显。
　　在熔炼过程中，对纯镍熔体设置不同保温静置时间t(t=30min、40min、50min)的处理均有利于熔体的提纯净化。当静置时间设置为40min时，伴随非金属夹杂物的上浮，试样上、中、下部杂质元素含量的差别最明显，逐渐呈现出上多下少的趋势；不仅如此，在相同电解萃取时间内所收集到夹杂物的量最多，试样上、中、下部非金属夹杂物的含量差别最大，净化效果最显著。当缩短静置时间为30min时，非金属夹杂物在试样上、中、下部的含量差别不明显，此时净化效果不理想。相比静置时间为40min时的净化效果，当延长静置时间为50min时，净化效果几乎没有变化，但基体元素Ni的含量有所降低。
　　在浇注过程中，采用三种不同型号的碳化硅泡沫过滤器对纯镍熔体进行过滤后所得试样均出现不同程度的净化效果。与未采用任何过滤设备所得试样相比，采用过滤处理后所得试样金相表面明显比较干净，在相同大小视野内，非金属夹杂物的数量比较少，而且尺寸比较小；在相同电解萃取时间内所收集到夹杂物的量比较少。无论从相同电解萃取时间内所收集到夹杂物的量来看，还是从夹杂物在试样上、中、下部的分布状况以及含量来看，采用型号为20ppi的过滤器进行过滤熔体所得试样净化效果最佳。无论采取哪种过滤方式，非金属夹杂物在试样中的分布状况始终沿晶界分布。

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第1章 绪论

1.1 研究背景综述

1.2 熔体的纯净化研究

1.3 纯镍熔体纯净化的意义

1.4 本论文研究的目的、意义及研究内容

第2章 实验方法

2.1 样品制备

2.2 分析方法

第3章 两种熔炼条件下夹杂物的存在形式及来源研究

3.1 化学成分分析

3.2 夹杂物分析

3.3 本章小结

第4章 熔炼工艺改进对纯镍纯净度的影响研究

4.1 引言

4.2 实验方案

4.3 实验结果及分析

4.4 本章小结

第5章 浇注工艺改进对纯镍纯净度的影响研究

5.1 引言

5.2 实验方案

5.3 实验结果及分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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