高掺量煤矸石固废微晶玻璃结构与性能研究

本文通过XRD、SEM、TG-DSC、耐腐蚀性、密度、硬度、断裂韧性等测试,研究不同热处理制度和煤矸石掺量对微晶玻璃晶体结构、微观形貌、物化性能的影响。结果表明,该体系煤矸石微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl₂Si₂O₈),随着热处理晶化温度的升高,析出的主晶相数量变多,尺寸变大,但主晶相种类并未改变。当热处理制度为核化温度750 ℃保温1 h、晶化温度1 000 ℃保温1 h时,主晶相晶体尺寸大小约300~400 nm。在优化热处理制度下,当煤矸石掺量从44%(质量分数)增加到70%时,4种不同煤矸石掺量微晶玻璃的物化性能相差不大。综合考虑煤矸石固废利用率和样品的物化性能指标,煤矸石掺量为70%的样品综合性能最佳。本文设计的煤矸石微晶玻璃体系,对煤矸石固废的包容性好,消纳性强,可实现煤矸石固废的大掺量高值化利用,为解决煤矸石固废堆积、环境污染等问题提供了理论基础和实验依据。     

无压烧结氮化硅陶瓷的物理性能研究

以α-Si₃N₄粉末为原料,Y₂O₃和MgAl₂O₄体系为烧结助剂,采用无压烧结方式,研究了烧结温度、保温时间、烧结助剂含量以及各组分配比对氮化硅致密化及力学性能的影响。结果表明:以Y₂O₃和MgAl₂O₄为烧结助剂体系,氮化硅陶瓷在烧结温度为1 600 ℃,保温时间为4 h,烧结助剂含量为12.5%(质量分数),Y₂O₃和MgAl₂O₄质量比为1∶1时,综合性能最好;氮化硅陶瓷显气孔率为0.21%,相对密度为98.10%,抗弯强度为598 MPa,维氏硬度为15.55 GPa。     

有地表入渗的岩坡稳定性分析

采用延伸的摩尔—库仑破坏准则以考虑基质吸力对岩体抗剪强度的贡献，对地表入渗影响下的岩坡失稳机制进行了探讨。针对裂隙化程度较高或陡倾角裂隙发育的岩坡，运用刚体极限平衡理论，首先，提出了一种考虑地表入渗影响的岩坡稳定性分析方法——改进的不平衡推力传递法；然后，编制了考虑非饱和带基质吸力和暂态附加水荷载等作用的岩坡稳定分析程序：最后，通过算例介绍了上述程序在地表入渗影响下的岩坡稳定性分析中的应用。算例分析表明，分析方法和计算程序是合理可行的，地表入渗的确会显著降低岩坡的稳定安全系数。     

不同处理工艺对Cu-Ni-Co-Si合金组织与性能的影响

通过物理性能测试和采用扫面电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM、高分辨透射电子显微镜HRTEM等分析测试技术,系统研究不同处理工艺对Cu-Ni-Co-Si合金微观组织与性能的影响规律。研究结果表明,合金热轧在线淬火时效处理后,合金中存在大量的正交结构的大颗粒(Ni、Co)₂Si相和少量、细小的(Ni、Co)₂Si相,是导致合金综合性能无法满足后续使用的主要原因;经固溶时效和固溶冷变形时效处理后,合金的硬度与时效时间的关系曲线均呈单峰型,而合金的导电率与时效时间的关系曲线均呈先快速增加后缓慢增大最后趋于稳定的趋势;合金经固溶时效和固溶冷变形时效处理后,基体出现大量圆盘状的正交结构的(Ni、Co)₂Si相,与基体的取向关系为 。     

Q345NQR2铁路用高强度钢板的开发

通过低碳及微合金化学成分设计,研究了始冷温度对低屈强比铁路用Q345NQR2钢组织和性能的影响。结果表明,在相同终轧温度下,随着始冷温度的降低,钢板的屈服强度降低,抗拉强度变化不大。实验钢的组织为铁素体+珠光体,组织内珠光体与铁素体微区维氏显微硬度差不小于14HV时,钢板的屈强比不大于0.73,-40 ℃冲击功大于90 J,满足了铁路车辆用钢的性能要求。     

铁素体珠光体型非调质钢连续冷却转变的研究

采用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了铁素体珠光体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律,分析了冷却速率和合金元素对相变组织、显微硬度和CCT曲线的影响。结果表明,Mo有助于获得针状铁素体组织,进而提高韧性,Mn与微合金元素V有助于提高钢的综合力学性能;冷速增大至0.5 ℃/s时,开始出现针状铁素体;冷速小于1 ℃/s时,获得完全的铁素体+珠光体组织;随着冷速的增大,钢的硬度不断增大。     

Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金变形行为的高通量研究

对Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金楔形试样进行轧制,获得了变形量从33%-80%连续变化的高通量实验样品,并对合金显微组织和性能进行了表征。结果表明,合金塑性变形后,晶粒发生变形,沿形变方向被压扁并拉长,最后全部转变为纤维组织。合金内晶粒从不均匀变形逐渐转变为均匀变形,晶界为滑移带的发射源。随着变形量的增大了,出现了交叉滑移和平行四边形的亚结构。硬度的变化分为4个阶段,呈台阶形式上升,其强化机制为固溶强化和位错强化的共同作用的结果。     

压力和温度对铱铑合金热等静压致密化的影响

纯铱具有较大的致密度,将铑粉与铱粉合金化可以增强铱的高温抗氧化性能。设计了5组热等静压工艺参数制备Ir-20Rh合金。通过观察热等静压后样品的金相显微组织,测量合金的硬度、计算孔隙率以及致密度,研究压力和温度条件对铱铑合金热等静压致密化的影响。结果表明,随着压力和温度的升高,Ir-20Rh合金的致密度都会有所增加,且温度对Ir-20Rh合金致密度的影响幅度大于压力对Ir-20Rh合金致密度的影响。最佳热等静压工艺参数为在1300℃、140 MPa保温2 h。     

焊接热输入和焊后热处理对搅拌摩擦焊2024-T3铝合金焊核区硬度的影响

在不同焊接热输入条件下对2024-T3铝合金进行搅拌摩擦焊接,并利用透射电镜、差热分析和维氏硬度测试对焊核区的组织和硬度进行分析检测。研究表明,焊核区的硬度受到焊接热输入的影响。在高焊接热输入条件下,焊接速度的提升有利于提升焊核区硬度。而在低焊接热输入条件下,焊核区硬度随着旋转速度的增加而增加。焊后热处理导致组织过时效,焊核区硬度降低。相比于其他参数下获得的焊核区,旋转速度为500 r/min,焊接速度为100 mm/min条件下获得的焊核区拥有较高的抗过时效性能,硬度下降仅为3.8%,而其他焊核区的硬度下降超过10%。焊核区硬度主要受到强化相形态的影响。     

淬火温度对铸造Fe-B-Al合金组织和硬度的影响

利用光学显微镜,扫描电镜,电子探针显微分析仪,X衍射分析和硬度测试等手段,研究了淬火温度对铸造Fe-B-Al合金显微组织及硬度的影响。结果表明,铸造Fe-B-Al合金的凝固组织主要由铁素体、珠光体和枝晶间连续分布的网状Fe2B组成。经过900~1100℃淬火后,共晶硼化物出现断网,随淬火温度提高断网现象愈加明显,在1100℃淬火时基体转变为马氏体,网状硼化物基本断裂,并成孤立分布;在900~1050℃淬火时,硬度在37~39 HRC波动但变化不大;在1100℃淬火时,硬度出现突变,达到54.1 HRC。