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龍鳳山鑄業(yè)成功研制出了高純生鐵和超高純生鐵
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| 發(fā)布時(shí)間：2022/6/20 13:50:08 來(lái)源：純鐵 瀏覽次數(shù)：4901 |
河北龍鳳山鑄業(yè)通過(guò)自主創(chuàng)新的“三精法（精料、精煉、精處理）”生產(chǎn)工藝，成功研制出了高純生鐵和超高純生鐵。其中，高純生鐵和超高純生鐵中鉻、釩、鉬、錫、銻、鉛、鉍、碲、砷、硼、鋁等11種微量元素含量總和分別小于0.057%和0.021%，鈦、錳、磷、硫等有害元素含量也極低。龍鳳山鑄業(yè)生產(chǎn)的高純生鐵和超純生鐵組織致密、無(wú)氣孔和夾渣、表面潔凈，可廣泛用于高端鑄鐵件、鑄鋼件、特殊鋼冶煉等，能夠減少?gòu)U鋼帶入的雜質(zhì)與有害元素對(duì)材料的影響。例如，采用高純生鐵和超高純生鐵能保證冶金質(zhì)量和高純凈度，生產(chǎn)的核乏燃料儲(chǔ)運(yùn)容器組織致密，無(wú)鑄造缺陷和晶界偏析夾雜；生產(chǎn)的車(chē)軸齒輪箱、變速箱體和大型曲軸等軍工配件的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、疲勞性能和過(guò)熱能力好；生產(chǎn)的艦船柴油機(jī)機(jī)體、缸蓋、缸套等高端鑄件具有高的抗熱疲勞強(qiáng)度、硬度和耐磨性，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
高端特殊鋼與特種合金使用最多的原料莫過(guò)于純鐵。純鐵不僅是冶煉原料，本身也是一種材料。我們知道，工業(yè)規(guī)模制備純鐵可以追溯到1886年美國(guó)西屋電氣公司首先用雜質(zhì)含量0.4%的熱軋低碳鋼板制備低碳電工鋼。1910年美國(guó)阿姆科鋼鐵公司（Armco Steel Corporation）首先采用平爐冶煉出了純度為99.75%的純鐵（即阿姆科鐵），成為了工業(yè)用純鐵的代名詞。目前，國(guó)內(nèi)外能夠工業(yè)化大規(guī)模實(shí)現(xiàn)3N級(jí)純鐵的生產(chǎn)，但無(wú)法工業(yè)化生產(chǎn)4N級(jí)以上的純鐵。自純鐵誕生以來(lái)，其發(fā)展一直在促進(jìn)工業(yè)的進(jìn)步。隨著冶金技術(shù)和冶煉裝備的進(jìn)步，發(fā)達(dá)國(guó)家（美國(guó)、日本、德國(guó)、瑞典和法國(guó)等）越來(lái)越重視高純鐵和超純鐵的研發(fā)。例如，日本東邦亞鉛公司采用電解法成功開(kāi)發(fā)出了純度為3N5-5N的高純鐵及超純鐵，并且已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，并且于2021年成功開(kāi)發(fā)出了高純鐵和超純鐵金屬箔，具備良好的耐蝕性、磁性能和力學(xué)性能。
純鐵純度提高到極限后，將會(huì)表現(xiàn)出很多不同的現(xiàn)象。2015年美國(guó)NIST聯(lián)合日本、比利時(shí)和德國(guó)等針對(duì)3N8-6N8純鐵進(jìn)行了力學(xué)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)純度提高后，6N8純鐵在低10-5 s-1應(yīng)變速率下屈服強(qiáng)度最低能達(dá)到28 MPa，遠(yuǎn)低于對(duì)純鐵傳統(tǒng)的屈服強(qiáng)度極限的認(rèn)知。國(guó)內(nèi)關(guān)于高純鐵和超純鐵的研究起步雖然較晚，但近幾年也取得了可觀成果。河北龍鳳山鑄業(yè)與上海大學(xué)材料學(xué)院、鋼研總院以龍鳳山的超高純生鐵為基礎(chǔ)，創(chuàng)新的提出了工業(yè)化火法生產(chǎn)4N級(jí)高純鐵的新工藝流程，同時(shí)已在上海大學(xué)實(shí)驗(yàn)室制備出公斤級(jí)4N4高純鐵，其平均屈服強(qiáng)度最低能達(dá)到58 MPa。
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