鈮鈦合金的案例
超高壓力下鈮鈦合金超導電性研究進展
鈮鈦合金超導體在數千種已知的超導體中以其優異的綜合性能得到廣泛的應用，是目前醫用核磁共振和大科學裝置超導磁體中的關鍵材料。鈮鈦合金是一種典型的過渡族元素組成的二元合金。前期在對由多元過渡族金屬元素組成的高熵合金超導體(TaNb)0.67(HfZrTi)0.33的研究中發現，在超高壓力下（百萬大氣壓以上的壓力為超高壓力，100萬大氣壓=100 GPa），該合金表現出異常穩定的超導電性【PNAS 114(2017)13144】。由于鈮和鈦是這種高熵合金的主要構成元素，通過對鈮鈦合金超高壓力下超導電性的研究，能加深對高熵合金超導的微觀機制的理解。
最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心超導國家重點實驗室和普林斯頓大學合作，對鈮鈦合金超導體在超高壓力下的超導電性進行了系統的研究。發現鈮鈦合金在高達261.7GPa的壓力下仍保持具有零電阻的超導電性，這表明鈮鈦合金是所有超導體中目前已知的最耐壓的超導體。 這個壓力是已有報導的超導電性存在的最高壓力。在該壓力下鈮鈦合金超導體超導的轉變溫度由常壓下的9.6K提高到了19.1K，合肥強磁場高壓磁阻實驗結果表明在211GPa壓力和1.8K溫度下其臨界磁場由15.4T提高到了19T。這是過渡族金屬元素合金超導體中所發現的最高超導轉變溫度和最高臨界磁場。上海光源同步輻射高壓XRD實驗結果表明，在200 GPa壓力下沒有發生晶體結構變化，但其體積被壓縮了大約43%。
上述研究揭示了由過渡族金屬元素構成的合金超導體在高壓力下其超導電性具有可抵御大形變而穩定存在的特性，這與銅氧化物和鐵基超導體超導電性對體積變化的高度敏感性形成了鮮明的對比，也與后過渡族金屬元素超導體（價態電子中d電子滿殼層）的超導轉變溫度隨體積壓縮而下降的行為明顯不同。
展開 KB988耐磨焊絲適用于中部槽的堆焊修復
KB988耐磨焊絲，高鉻型耐磨焊絲，添加碳化鎢合金。高鉻鑄鐵型堆焊材料的價格，接近碳化鎢堆焊材料的效果。KB988添加了部分鎢、鈮、鈦等合金元素，在基體上能生成高硬度化合物的焊接材料，比較適用于中部槽的堆焊。焊后硬度60～65 HRC，具有足夠的耐磨性。
刮板輸送機中部槽結構組成及堆焊制造技術
焊接材料直接影響堆焊后中部槽的使用壽命和整體堆焊成本，選用北京固本科技有限公司的KB988耐磨焊絲為堆焊材料，該焊絲添加了部分鎢、鈮、鈦等合金元素，在基體上能生成高硬度化合物的焊接材料，適用于中部槽的堆焊。
北京固本KB988耐磨焊絲，高鉻型耐磨焊絲，添加碳化鎢合金。高鉻鑄鐵型堆焊材料的價格，接近碳化鎢堆焊材料的效果。焊后硬度60～65 HRC，具有足夠的耐磨性。
刮板輸送機中部槽耐磨焊絲及大面積耐磨堆焊新工藝
為了提高中部槽的使用壽命，目前我國生產的中部槽中板端頭處大都堆焊或噴焊數塊耐磨合金層，在一定程度上延長了中部槽的使用壽命。但局部堆焊高硬度合金層造成刮板的不均勻磨損，刮板被磨出溝槽后仍然在中板上滑行，造成中板接頭處快速磨損。所以目前的堆焊(噴焊)工藝不能大幅度地提高中部槽的使用壽命。
在不改變現有刮板輸送機中部槽的結構尺寸和制造工藝的情況下，在中板表面進行大面積耐磨堆焊。首先要求堆焊層要盡量地薄，只有堆焊層薄，表面平整，才能不影響刮板和鏈條的正常運行。其次是要求堆焊層耐磨性高，對于北京固本的KB988耐磨焊絲來說，添加了部分鎢、鈮、鈦等合金元素，在基體上能生成高硬度化合物的焊接材料，接近碳化鎢堆焊材料的效果，硬度可達60~65 HRC。抗裂紋能力強，焊接時鋼板不需預熱，堆焊工藝簡單，飛濺小，脫渣好，焊縫成型美觀，適合大面積堆焊。
中部槽磨損最嚴重的部位是中板及槽幫端頭。磨損的主要原因是刮板和鏈條帶動煤及研石在中板上滑動摩擦。最好的保護方法是在中板表面上平整地堆焊一層耐磨合金，但成本高，工藝復雜。本文介紹的堆焊新工藝是用北京固本的KB988耐磨焊絲，按一定的花紋和尺寸在中板表面堆焊一層耐磨合金，使刮板和鏈條在運輸過程中與中板完全脫離接觸，堆焊花紋之間存有細煤粉，減少了物料對中板基材的磨損，大大地延長了中板的使用壽命。經多次對比篩選，我們認為交叉人字形花紋最適合中板大面積堆焊。這種花紋具有以下優點:
(1)焊縫排列均勻，可使刮板運行平穩，底面磨損均勻。
(2)焊縫之間不相連接，與中板邊緣成45°角，可以減少焊接熱應力集中，減小堆焊變形。
(3)焊縫尺寸可以依中部槽磨損程度和型號隨時調整。
堆焊新工藝:
(1)先除去中板表面油漆和銹污。
(2)用樣板按設計花紋、尺寸劃線。
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中部槽堆焊工藝技術，中部槽堆焊工藝流程
添加了部分鎢、鈮、鈦等合金元素，在基體上能生成高硬度化合物的焊接材料，比較適用于中部槽的堆焊。
三、堆焊方案的設計
1、大交叉斷續焊道
中部槽中板堆焊除了要提高其耐磨性外，還要保證在使用過程中自身和刮板盡量磨損均勻，所以耐磨焊道的部位和形狀至關重要，通過在中板上堆焊矩形、菱形、兩側條形、兩側八字形等多種花紋，大量的試驗和分析研究得出，效果最好的是大交叉斷續焊道。
2、大交叉斷續焊道設計及優點
(1)耐磨焊道分布均勻，同向相鄰焊道間距為450-500mm，每條焊道都采用間斷焊，焊縫長100mm左右，間距100mm左右。
(2)采用大交叉斷續焊道，中部槽的中板、刮板和鏈條在使用過程中都能均勻磨損，焊道之間能留存煤粉，也能起到襯托和減磨作用。
(3)焊道斷開后，有利于減小焊接應力與焊接變形
(4)焊后一般不需要矯正工序，使制造工藝簡便易行。
四、中部槽堆焊工藝流程及注意事項
1、堆焊工藝流程
(1)堆焊前清除待焊表面的油污、鐵銹和油漆等。
(2)用樣板按技術規定的焊道形狀和尺寸劃線。
(3)如果是中部槽組裝完后堆焊，則要準備2根鋼管(直徑約30mm，長度比內槽寬度大2-3mm)，焊前撐在中部槽兩端以防止焊接時產生變形。
(4)施焊時先焊2條大對角焊道，再焊其它短焊道。
(5)每條焊道要間斷焊，每段焊縫長約100mm，間距約100mm。焊道相交處也要斷開。
(6)所有堆焊焊道均為單層，焊縫高度保持在1.5-2.0mm.
(7)焊后自然空冷，待冷到室溫后再去除支撐鋼管。
展開 中部槽焊接材料選擇及焊接工藝
KB988耐磨焊絲，高鉻型耐磨焊絲，添加碳化鎢合金。高鉻鑄鐵型堆焊材料的價格，接近碳化鎢堆焊材料的效果。KB988添加了部分鎢、鈮、鈦等合金元素，在基體上能生成高硬度化合物的焊接材料，比較適用于中部槽的堆焊。焊后硬度60～65 HRC，具有足夠的耐磨性。
3 中部槽焊接方法選擇
中部槽堆焊一般都是批量加工堆焊，焊接方法決定了批量堆焊時的焊接速度、熔敷率、生產成本。手工電弧焊、二氧化碳氣體保護焊、等離子弧堆焊是常見的3種用于中部槽的焊接方法。這3種焊接方法具有不同的特點，綜合考慮焊接速度、熔敷率、生產成本等多方面因素，應該選用二氧化碳氣體保護焊，也就是氣保焊方法進行中部槽堆焊。
氣保焊的主要焊接設備是氣保焊機，一般選用500型即可。如現有350型氣保焊機，可更換送絲軟管、送絲輪、導電嘴等配件，也可用于中部槽的堆焊。
4 中部槽焊接過程控制
4.1焊前準備
焊接前，應對所有焊接部位進行拋光，打磨去除氧化皮，焊縫及焊縫邊緣必須清理干凈，不允許有油污、鐵銹、水、焊渣等焊接污染物，清理焊縫邊緣單側不得小于10mm，焊接處露出金屬光澤。
4.2預熱溫度確定
預熱溫度為120～150℃，工件上預熱溫度要均勻。
4.3焊接反變形措施
為防止焊接構件薄弱部位影響焊接質量，在中部槽槽幫兩端面上下共焊4條支撐拉筋，這樣可以增加構件的剛性和強度，目的是增強結構件焊接時的穩定性，滿足中部槽制造公差的要求，防止焊接變形，是焊接過程中不可缺少的工序之一。
4.4中板焊接
①堆焊前先除去中板油漆和銹污。
②經過各種堆焊花紋圖案對比，最后選擇了交叉人字形圖案。用樣板在中板表面按設計花紋劃線。
③用2根金屬圓管在槽幫鋼上口，距兩端各1/4長度處向外撐開3～5mm。
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