碳饱和三元金属熔体热力学性质的计算

提出一种碳饱和三元金属熔体热力学性质的计算方法,将三元金属熔体中碳的饱和溶解度分离为温度T和第三组元j的影响因子kj(或mj)两项,得到用温度T和kj(或mj)表示的组元活度相互作用系数的计算公式,可以计算M-C-j三元熔体中组元j在任意温度下的活度相互作用系数,并可得到组元j的活度相互作用系数与温度之间的关系式.     

Fe-C-Si三元系熔体中C与Si的相互作用

用碳溶解度法测定了Fe—C—Si三元系熔体在1400℃时Si对碳溶解度的影响关系。计算得到Fe—C—Si熔体的活度相互作用系数:ε_C~(Si)=11.678,ρ_C~(Si)=9.062,ρ_C~(C·Si)=-6.579,ρ_S~c=-3.323,ρ_(Si)~(C·Si)=20.160,从而求得该三元系中C、Si的活度系数表达式分别是:     

Fe—As—C熔体中组元的热力学行为

由熔化自由能法和Gibbs-Duhem方程求得的Fe—As熔体中组元的活度数据,应用Darken二元金属熔体模型求得了有关砷r热力学数据:1600℃时,e~(As)_(As)=0.0266;γ~(■s)=0.032砷在铁液中的溶解自由能(以1-wt％为标准态): 1/4A_(sg)(g)=[As] ΔG°=-53440-40.75T J.应用Darken三元金属熔体模型导出了在Fe—As—C(饱)熔体中,砷活度和组元浓度的关系式: lgγ_(AS)/γ_(■S)(a_c=1)=3.42N_(As)-1.71N_(AS)~2 -2.38N_c~2+4.42Nc(1-N_(AS))并得到了适用于Darken金属熔体模型的热力学参数α_(Fe-As)=-1.71,α_(c-AS)(ac=1)=0.33。     

熔体的粘度,亚稳相,相变和相图Ⅱ.熔体中的不连续结构相变

实验和理论表明,粘度是一个能明确表征和反映熔体中存在的亚稳相和这些相之间转变特征的“好”物理量.表征熔体中亚稳相特征具有宏观参量(η0,ε)又有微观参量(df);是一类有别于其它有液-液相变液体的(例如4He,液晶)新的液相.熔体中亚稳相之间的转变是一类新的LLPT:第1,是可逆的一级相变:在相变点两相平衡并服从相律;第2,是不连续结构转变并有两种突变形式:热缩(吸收蒸发热),热胀(放出凝结热).对任意组分的熔体均有相似的亚稳相特征和相变特征.     

熔体的粘度,亚稳相,相变和相图Ⅰ.熔体的粘度理论和亚稳相

用Einstein-Debye粘度的流团扩散理论和流团振动的量子理论给出了熔体粘度的微观公式,并用熔体的结构模型和流团的扩散模型分析了熔体粘度的微观本质是分子间相互作用.发现熔体中存在多个亚稳相相区,指出了表征熔体亚稳相特征的有宏观相参数η0,ε和微观相参数df.     

Mn-Fe-C系活度相互作用参数与温度的关系

实验测定了不同温度下,C在Mn-Fe熔体（x_Mn=0．0407-0．693 0,x_Fe=0．0336-0．7617）中的溶解度。根据Bale和Pehon提出的相互作用参数模型,利用文献报道的Mn-C系的热力学性质,使用测定的和文献报道的Mn-Fe熔体中C的溶解度值,以及文献报道的Mn-Fe-C熔体中Mn的活度系数值、MnO（s）和CO平衡Mn-Fe熔体的组成,通过热力学推导,实验数据处理和线性回归分析,得到Mn-Fe-C系ε_CFe,ε_CFeFe,εCCFe与温度T的关系式。     

锰系铁合金熔体活度预测研究

分别采用分子相互作用体积模型(MIVM)和统一相互作用参数公式(UIPF),对锰系铁合金的四元熔体Mn-Fe-C-Si及其子三元熔体Mn-Fe-C和Mn-C-Si中组元Mn的活度进行了预测,并与实验值进行了比较分析,其中UIPF中的参数来自不同研究者.研究结果表明:在Mn-Fe-C熔体中,MIVM预测值的相对误差为8%,而UIPF应用则随不同研究者的参数计算而不同,相对误差介于6%至14%之间;在Mn-C-Si熔体中,MIVM和UIPF预测值的相对误差分别为10%和28%;在Mn-Fe-C-Si熔体中,当xFe=0.05时,MIVM和UIPF预测值相对误差分别为5%和12%;当xFe=0.1时,MIVM和UIPF预测值相对误差分别为8%和11%.这表明在锰系铁合金熔体中MIVM的预测效果总体优于UIPF,可以取代Wagner型公式.     

熔体的粘度，亚稳相，相变和相图——Ⅰ.熔体的粘度理论和亚稳相

用Einstein-Debye粘度的流团扩散理论和流团振动的量子理论给出了熔体粘度的微观公式，并用熔体的结构模型和流团的扩散模型分析了熔体粘度的微观本质是分子间相互作用．发现熔体中存在多个亚稳相相区，指出了表征熔体亚稳相特征的有宏观相参数η0，ε和微观相参数df。     

Mn-Fe熔体热力学性质与温度的关系

实验测定了1350，1375，1425，1450℃时C在Mn-Fe合金熔体中的溶解度，Mn-Fe合金熔体全浓度范围（从纯Mn到纯Fe），C溶解度计算式是Xc=1.1231e^(-2955/T) 0.1112Xmn，通过热力学推导和计算，获得Mn-Fe合金熔体热力学性质与温度的关系式：（1）Fe-C系，lnγ^oc=5515/T-3.4981,ε^cc=5796/T 6.2902，e^cc=157.6/T 0.0717,lgX^bc=-1283/T 0.0504和△G^-θc=45852-55.84T；（2)Fe-Mn-C系列ε^Mnc=-1447/T 0.2813,ε^Mnc=-2301/T-0.2930和e^Mnc=-7.779/T-0.002。     

三元金属熔体活度系数计算的模型研究

利用自由体积理论和新一代几何模型,建立了三元金属熔体括度系数lnγ0i的模型表达式,计算出1873K温度条件下铁基熔体中组元的活度系数,并将模型计算结果与文献精选数据进行比较,表明活度系数的模型计算结果与文献精选数据相当吻合.     

高温熔体粘度测定的理论依据

本文从旋转柱体法原理出发,对高温熔体粘度测定装置的设计和测定中的理论依据:M=(?)一式,通过建立微分方程,利用流体力学理论给出理论推导,并据此推出测定高温熔体粘度的简单公式。该结果亦适用于任意液体粘度的测定。     

再论熔体的亚稳相和粘度

在过去关于亚稳相工作的基础上，进一步分析了亚稳相的特征：第1，提出了熔体的三个温区；第2，在模糊区中存在“多态”的概念；第3，对某些合金熔体可能不存在单相区；第4，Einstein-Debye粘度的扩散理论η∝kT/（df.D）的公式在过冷区中已不再正确．     

一种自动读取指针式仪表读数的方法

为解决变电站中自动化监控仪表读数的问题,提出基于机器学习和图像处理算法的指针式仪表自动读数方法,由仪表检测和指针识别两个阶段组成。使用全卷积网络(fully convolutional networks,FCN)对输入图像进行语义分割,以检测仪表的位置并提取仪表部分的图像。利用直方图均衡化、中值滤波和双边滤波减小光照和阴影对指针识别的干扰,并利用仿射变换矫正拍摄时的倾斜,再结合改进的霍夫变换识别仪表中指针的位置,从而计算指针角度获取读数。结果表明,对于自然场景中变电站中的指针式仪表,本研究能很好地检测出仪表并识别出指针的读数,对于光照和阴影等干扰具有良好的鲁棒性,可以显著减少变电站巡检人员的工作量,提高工作效率。     

真空炉电磁搅拌效果对K418合金的影响

模拟研究了由于电磁搅拌作用效果不佳所导致Al成分偏析对铸造高温合金K418室温拉伸性能的影响。结果表明：试样Al含量偏析在5.29%-8.11%之间对K418合金室温拉伸指标Rm和Rp0.2无影响；当试样Al含量偏析≥7.71%时，指标A迅速下降到≤3%的临界值。当试样Al含量偏析≥8.11%时，指标A急降到≤1.9%左右，将不能满足合金设计性能指标要求。     

熔体的粘度，亚稳相，相变和相图——Ⅱ.熔体中的不连续结构相变

实验和理论表明，粘度是一个能明确表征和反映熔体中存在的亚稳相和这些相之间转变特征的“好”物理量，表征熔体中亚稳相特征具有宏观参量（η0，ε）又有微观参量（df）；是一类有别于其它有液一液相变液体的（例^4He，液晶）新的液相，熔体中亚稳相之间的转变是一类新的LLPT：第1，是可逆的一级相变：在相变点两相平衡并服从相律；第2，是不连续结构转变并有两种突变形式：热缩（吸收蒸发热）．热胀（放出凝结热）．对任意组分的熔体均有相似的亚稳相特征和相变特征。     

金属熔体热力学模型的研究进展

根据不同研究方法的特点,综述了溶液模型法、几何模型法、相互作用系数法、解析计算法以及经验模型法等金属熔体热力学模型的研究进展,并对这些方法进行了简要的评述。     

熔体的粘度，亚稳相，相变和相图——Ⅲ．合金液相相图

对Sn（x）Bi（1-x）11种组分（x=0.10％，20％…80％，90％，100％）的熔体的粘度进行了测量，给出了它们的相变点Tt，相区和相参数；根据这些参数作出了一个二元合金液相相图；为了表明相区的划分和每个相区的结构特征提出两种相图的形式；第1，温度一组分（T-X）图，第2，结构-组分（df-x）图。