论文部分内容阅读
本文在阅读分析国内外大量有关文献的基础上,立足于四川攀枝花地区丰富的钒钛、钒铁资源,以国内外研究相对成熟的V-Ti-Cr体系为基础,着力研究开发具有自主知识产权的低成本V-Ti-Cr-Fe四元合金体系。通过成分均匀设计法、Cr/Fe比、Ti/Cr比和V含量调整,研究了成分配比对V-Ti-Cr-Fe体系组织结构和吸放氢性能的影响;研究了热处理对优化合金的组织结构及吸放氢性能的影响;研究了用一定量Ni、Mn元素取代V对优化合金吸放氢性能的影响规律;研究了优化合金的吸放氢循环性能,并对影响合金吸放氢性能的因素进行了分析。得出了下列主要的研究结论。(1)研究了Ti/(Cr+Fe)、Cr/Fe、Ti/Cr以及V含量对V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的影响,发现了成分配比对合金性能的影响规律。Ti/(Cr+Fe)大于1,合金主相为b.c.c.结构,Ti/(Cr+Fe)小于1,除b.c.c.主相外,还含有Laves相TiFe2、TiCr2和σ相FeCr。对于V30Ti35Cr35-xFex (x=5,7.5,10,11.2,12.5)合金,Cr/Fe比越偏离2.5,合金有效吸氢量越小。在V30Ti31+xCr39-xFe10合金中,随Ti/Cr增大,合金吸氢量增大,放氢平台压降低,Ti/Cr>1.2时放氢量减小。在Vx (TiCrFe)100-x(Ti:Cr:Fe=7:5:2)中,随V含量增大,合金吸氢量增大,放氢量增大,放氢平台压降低。含V量为20at%的合金出现Laves相。V30Ti33Cr27Fe10与V55Ti23Cr16Fe6是两种吸放氢性能较好的合金。(2)研究了热处理对V30Ti33Cr27Fe10与V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4合金吸放氢性能的影响。1523K保温30min、1h和3h随炉冷却的工艺使V30Ti33Cr27Fe10贮氢合金放氢平台变平,平台压力降低,减小了合金吸放氢后的体胀,改变了合金晶粒的形态,改善了合金基体的组织均匀性。随保温时间延长,合金晶粒长大,晶胞体积减小,吸