含铌取向硅钢第二相沉淀析出 相变动力学计算

采用第二相相关元素在基体中的过饱和度,即偏离平衡固溶度的程度计算相变自由能,根据计算出的驱动力进一步计算第二相析出的临界形核功和临界形核尺寸。分析了含铌取向硅钢中不同铌含量(0. 090%和0. 044%)对奥氏体中Nb(C,N)析出驱动力、临界形核功和临界形核尺寸的影响。计算结果表明:含铌取向硅钢中Nb(C,N)的析出驱动力随温度的降低而单调增大,且随铌含量增加而增大,临界形核功和临界形核尺寸均随温度的提高而变大,随铌含量增加而减小,但幅度不大。     

GH4169合金晶界δ相析出的动力学分析

通过对固溶态及变形态GH4169合金进行时效处理,采用SEM技术研究Nb元素含量、晶界曲率对合金中δ相体积分数及尺寸的影响,讨论了δ相在弯曲界面析出的动力学规律。结果表明:GH4169合金中δ相析出的体积分数随Nb元素含量的增加而增加,δ相析出的峰值温度为920℃且受Nb元素含量的影响较小。随试样平均晶粒尺寸的减小,δ相的形核率和体积分数增加,δ相尺寸减小。小角度晶界可有效促进δ相在晶粒内部析出。随晶界曲率半径的减小,δ相形核的临界势垒和临界半径减小,晶界δ相的形核率增加。在晶界析出δ相分别呈长针状、锯齿状及鱼尾状分布。     

钒微合金化对718合金中铌元素偏析行为的影响

利用金相显微镜、电子探针、能谱仪等分析了含钒元素（V）0.066%的718合金铸锭凝固组织,对其微观组织和析出相特征进行分析,研究其中易偏析铌元素（Nb）的分布状态及偏析规律。结果表明,V元素的微合金化使718合金铸锭枝晶组织得到细化,二次枝晶间距及Nb元素的偏析系数均有所降低;由于Nb元素主要分布在Laves相及碳化物中,通过对二者体积分数的定量表征,V元素的加入大大降低Laves相及碳化物的析出,体积分数降低;线扫描分析表明,距Laves相越远,Nb元素含量越低,而含V样品中,这种含量降低的趋势有所减缓。所有分析结果均表明,V元素的合金化改善了718合金中Nb元素的偏析状态,细化了枝晶组织,对降低718合金均匀化热处理难度、提高合金成分和组织均匀性有利。含V碳化物在凝固过程中成为异质形核点,减小了凝固形核的驱动力,使得二次枝晶间距变小,表现出更小的Laves相体积分数和较细的枝晶组织。     

静电场处理对GH4169合金中σ相析出行为的影响

将静电场应用于GH4169合金的时效过程,研究了静电场对合金σ相沉淀析出行为的影响规律,并探讨了其机理.结果表明,合金在850℃以8 k V/cm静电场强度进行15 min时效,σ相开始在晶界析出;时效1 h晶内分布大量γ"相.随时效时间延长,σ相尺寸增大、体积分数增加,γ"相尺寸亦增大.与未加静电场时效处理相比,静电场时效处理后合金中σ相体积分数降低、尺寸减小,γ"相体积分数升高;晶界σ相中Nb原子分数降低、Fe和Cr原子分数升高,晶界σ相点阵常数c减小、a和b增大.由于静电场时效处理后合金中平均空位浓度升高,促进了Fe和Cr原子扩散,同时Fe和Cr原子置换晶界σ相中Nb原子,Nb原子固溶入晶内.另一方面,空位浓度的升高增加了γ"相非匀质形核几率,促进γ"相析出.同时,空位亦可松弛基体γ相与γ"相的共格畸变,有效抑制了γ"相向σ相转变,增加了强化相γ"相的稳定性.     

X100管线钢中Nb和Ti碳氮化物复合析出行为

通过观察萃取复型试样和薄膜试样,分析X100管线钢中析出相;结合析出相析出动力学模型,讨论在先析出TiN相界面形核和位错线形核动力学特征。结果表明:X100管线钢析出相多呈复合析出,先析出的TiN相周边附着许多富Nb的细小析出相,更加细小的椭圆形析出相富含Nb,方形析出相富含Ti。Nb(C,N)析出动力学计算结果表明:Nb(C,N)在TiN相界面形核较位错线形核具有较大的临界形核半径、更高的最大相对形核率温度和析出鼻点温度,形变储能对鼻点温度的影响近似线性关系。     

钢中Ti-Nb-N-C系四元第二相平衡固溶的热力学分析及其工程应用

根据钢中处于固溶态的元素要符合固溶度积以及各元素的含量保持物料平衡条件,建立了钢中多元第二相平衡固溶的热力学分析模型,对Ti-Nb-N-C系微合金钢在不同成分与不同温度下的固溶析出情况进行了分析,并介绍了其在管线用厚板钢产品开发中的工程应用。结果表明：随着不同元素C、N、Nb、Ti质量分数的增加,其全固溶温度都是增大的,尤其是元素Ti、N的影响更明显;固溶Nb量随钢中Nb质量分数的增大而增大,随钢中C、N、Ti元素质量分数的增大而减小,在1350～950 ℃范围内,Nb元素固溶量急速减少。固溶Ti量随钢中Ti质量分数的增大而增大,随钢中C、N、Nb元素质量分数的增大而减小,在全固溶温度～1200 ℃范围内,Ti元素固溶量急速下降;0.03%C-0.004%N-0.10%Nb-0.015%Ti系管线用18 mm厚板钢产品其全固溶温度为1506.23 ℃,理论分析表明当加热温度为1250 ℃时,阻止奥氏体晶粒粗化的第二相析出物为Nb_0.31998923Ti _{0.68001074C0.26386306,轧后采用快速冷却,并保持终冷温度约500 ℃,可有效发挥固溶元素在铁素体区的析出强化作用,大幅提升其力学性能。}N_0.73613691     

DZ125高温合金熔体过冷度对γ′相的影响

采用熔融复合熔盐净化和循环过热相结合的方法,获得了过冷度达180 K的DZ125高温合金深过冷熔体,分析了DZ125高温合金过冷度对γ′相的影响情况。结合经典形核与生长理论,DZ125高温合金深过冷快速凝固组织中γ′相的尺寸及分布规律亦受熔体过冷度控制。随熔体过冷度提高,快速凝固过程中γ′相形成元素在基体中的固溶度大大提高,进而增大了强化相γ′相析出的驱动力,提高其析出量,促使其细化;而且,快速凝固导致大量晶格缺陷如位错,以及晶界的形成,它们作为γ′相析出的形核点,大大降低其临界形核功,从而有利于其析出。     

Custom 450不锈钢平衡析出相的热力学计算

Custom 450是一种应用广泛的马氏体时效不锈钢,在工业生产中,冶炼方法和合金元素的批次差异会对其性能产生明显影响。通过Thermo-Calc热力学软件研究了不同温度下该钢的平衡相组成类型和含量,并结合室温力学性能测试,分析C、N、Nb含量的影响。结果表明：Custom 450试验钢的平衡相有α、γ、σ、NbNi3、FCC-Cu、M23C6、Nb（C,N）和少量的Z-CrNbN、Laves相和χ相;随时效温度升高,材料抗拉强度和屈服强度降低,伴随着析出相类型转变和总质量分数的减少;C、N含量提高,使合金中平衡析出的碳化物及碳氮化物质量分数增加,金属间化合物平衡量减少;Nb含量的提高对总的碳化物及碳氮化物质量分数影响较小,而会促进金属间化合物质量分数的提高。     

Nb-Ti处理超低碳烘烤硬化钢的析出行为

通过物理化学相分析试验和热力学平衡计算,分析了Ti、N原子比大于1、等于1、小于1的3种Nb-Ti处理ULC-BH钢板的第二相析出规律.相分析和热力学计算结果表明,3种成分钢板析出相主要为(Ti,Nb)(C,N)、MnS,试验钢中未发现Ti4C2S2和TiS相;Ti、Nb元素的氮化物主要在A,温度以上析出,而碳化物主要在铁素体相区析出.在热轧板经卷取保温后,Nb、Ti元素接近完全析出形成M(C,N);短时退火后,M(C,N)相有少量回溶.当Ti、N原子比接近1时,N主要与Ti结合,C单独由Nb固定,有利于预估钢中固溶c含量.钢中增加酸溶铝含量有利于避免形成A120,夹杂.     

热连轧过程复合微合金碳氮化物析出的定量计算

以微合金元素的析出热力学和析出动力学为基础,针对Fe-Nb-V-Ti-Al-C-N合金系,定量计算了热连轧过程中(Nb,V,Ti)(C,N)和AlN在奥氏体中的析出行为,并进一步分析了热轧制温度对析出行为的影响。计算结果表明,对所研究的钢种成分和工艺条件,在加热过程中(Nb,V,Ti)(C,N)就已经析出,在粗轧阶段,(Nb,V,Ti)(C,N)析出粒子平均半径逐渐减小,在精轧阶段,(Nb,V,Ti)(C,N)基本达到平衡析出量,终轧后析出粒子平均半径保持在23 nm左右。轧制时的热变形增大了形核率,促进了析出,使析出粒子的平均半径减小。随加热和轧制温度的降低,(Nb,V,Ti)(C,N)的析出量有所增加,粒子平均半径减小。     

选矿过程中分级脱泥作业的计算方法

从生产实际出发，对多元素、多产品理论产率的计算方法进行了探讨和分析，提出了对某些脱泥作业应该采用粒度平衡或水量平衡的方法计算其理论产率。     

冲天炉熔炼的计算机配料计算

研究开发了冲天炉配料计算的计算机应用程序,只需输入原材料的化学成分及元素的熔炼损耗,就可快捷准确地实现各种原材料的配料计算。     

Mg-Zn-Si体系的相平衡计算及应用

利用Calphad方法重新评估了Mg-Si二元系的液相,并结合Mg-Zn和Zn-Si二元系热力学数据,外推得到Mg-Zn-Si三元系热力学参数;同时根据Mg2Si-MgZn2伪二元相图实验数据评估了Mg-Zn-Si系的液相三元相交互作用参数,计算相图与实验数据较一致。利用Scheil凝固模型模拟了Mg-2.33Zn-0.9Si(at%)合金的凝固过程,预测了镁合金在铸造冷却过程中的相演变信息,模拟计算结果与实验结果吻合较好     

铸造充型与凝固过程的变网格数值模拟研究

鉴于充型过程的模拟计算极为复杂，是铸造模拟过程中耗时最多的部分，为缩短充型过程计算时间，提高计算效率，提出了一种利用变网格进行模拟计算的新思路，即采用不同的空间步长分别模拟计算充型和凝固过程，在充型过程的模拟计算中采用比较大的网格，而在凝固过程的模拟计算中采用比较细的网格，并设计程序模块实现两种网格之间的转换和对应，使得充型过程结束时刻的大网格系统温度场能够精确完整地转换为凝固过程开始时刻的细网格系统的温度场。对这种变网格方法进行了验证，并对实际零件进行了模拟分析。结果表明，变网格方法是一种提高模拟计算效率的有效方法，这种方法能够克服充型和凝固过程采用统一的细网格进行模拟计算而产生的计算时间过长，效率低的缺点，使得铸造过程数值模拟的计算速度大大提高，而计算结果仍能满足工程实用的要求。     

基于δ函数的爆炸焊接界面应力场数值分析

以紫铜-低碳钢爆炸焊接复合板材为研究对象，采用等截面均匀梁模型，建立狄拉克δ函数的自由振型数学方程。模拟计算复合材料界面的应力场分布情况，得到了不同爆炸焊接参数下的界面应力场的数值大小及分布形式，发现了碰撞点应力场分布规律。结果表明：爆炸焊接在碰撞点处形成较为强大的冲击压力，相应地在碰撞点两侧出现了负压，为复板材料侵入基板提供了有利条件，该计算模型可以很好地解释波状界面的成形机理。同时实验结果与采用所建立数值模型的计算结果十分吻合，焊接试件界面波纹的质量受碰撞角β和炸药爆速υd的影响较大。通过选择合理的爆炸焊接参数，以适当的数值计算方法作为指导，就可以获得良好的爆炸焊接试件。     

金属爆炸焊接界面应力场数值计算分析

金属爆炸焊接材料的基、复板在炸药爆轰作用下产生的碰撞力是基、复板实现爆炸焊的关键条件.采用瑞利-里兹法计算模型,根据弹性力学的变分原理,将弹性力学问题表述为泛函驻值问题,使泛函驻值的条件对应于所解问题的基本方程和边界条件,从而推导出微分方程及对应的边界条件.计算碰撞点处的瞬时应力场,同时对不同的碰撞角和碰撞压力进行了模拟计算,发现了碰撞点处的应力场分布的基本规律.其应力场分布规律完全可以用于评价和指导实际的工程实践.     

Activity coefficient calculation model for NaAl（OH）4-NaOH-H2O system

Resorting to Debye-Hückel equation, the conception of the apparent dielectric constant ε' of sodium aluminate solution is introduced. By supposing that all the influences are attributed to it, ε' is successfully related to caustic ratio αK, concentration mNaoH, T and temperature T. Then an activity coefficient calculation model for NaAl (OH)4-NaOH-H2O system from 25 ℃ to 100 ℃ is established, which can be used in much wider αK and mNaoH, T ranges than those covered by the equilibrium solubility data.     

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 在充分考虑矫直机生产工艺特点的基础上，从矫直基本原理入手，根据弹塑性弯曲理论，给出了在具体矫直方案下矫直力、矫直功率的计算方法和试验装置及检测方法．     

Thermodynamic calculation of high zinc-containing Al-Zn-Mg-Cu alloy

Phase fraction and solidification path of high Zn-containing Al-Zn-Mg-Cu series aluminum alloy were calculated by calculation of phase diagram (CALPHAD) method. Microstructure and phases of Al-9.2Zn-1.7Mg-2.3Cu alloy were studied by X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). The calculation results show that η(MgZn₂) phase is influenced by Zn and Mg. Mass fractions of η(MgZn₂) in Al-xZn-1.7Mg-2.3Cu are 10.0%, 9.8% and 9.2% for x=9.6, 9.4, 8.8 (mass fraction, %), respectively. The intervals of Mg composition were achieved for θ(Al₂Cu)+η(MgZn₂), S(Al₂CuMg)+η(MgZn₂) and θ(Al₂Cu)+S(Al₂CuMg)+η(MgZn₂) phase regions. Al₃Zr, α(Al), Al₁₃Fe₄, η(MgZn₂), α-AlFeSi, Al₇Cu₂Fe, θ(Al₂Cu), Al₅Cu₂Mg₈Si₆ precipitate in sequence by no-equilibrium calculation. The SEM and XRD analyses reveal that α(Al), η(MgZn₂), Mg(Al,Cu,Zn)₂, θ(Al₂Cu) and Al₇Cu₂Fe phases are discovered in Al-9.2Zn-1.7Mg-2.3Cu alloy. The thermodynamic calculation can be used to predict the major phases present in experiment.     

机架合理断面尺寸的计算

机架是轧制设备最关键的部件之一,由文献可知,根据WZ并不能唯一地、比较合理地确定机架的合理断面尺寸。在总结国内外同类产品典型结构的基础上,笔者导出确定机架合理断面尺寸的计算公式,可供设计参考。