冷却速率对N06625合金凝固过程微观偏析的影响

高温合金铸锭在凝固过程中各部分冷却条件不同,中心部分冷却速率缓慢。为了模拟铸锭内部的缓慢冷却速率,通过超高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CLSM)、钨灯丝扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)并结合相关计算,研究了N06625合金在不同冷却速率(10、20、30 ℃/min)下的凝固偏析和微观组织演变状况。结果表明,随着冷却速率升高,析出相的数量、尺寸和面积分数降低,且聚集程度降低,形状由大尺寸长条状和大块状转变为小条状和小块状;Laves相呈块状和条状在枝晶间析出,随着冷却速率降低,Laves相的尺寸和数量增大,聚集程度增加。枝晶干芯部Nb和Mo元素的质量分数以及Nb的有效分配系数(k_e[Nb])和Mo的有效分配系数(k_e[Mo])随冷却速率增大而增大,在所研究冷速范围内都表现出很强烈的偏析倾向,k_e[Nb]分别为0.46、0.55和0.62,k_e[Mo]分别为0.73、0.77和0.80,且k_e[Nb]的变化趋势更加明显。采用Clyne-Kurz偏析模型并结合试验中的数据,对Nb和Mo元素偏析程度的具体变化趋势进行定量表征,结果表明在N06625合金凝固过程中,冷却速率越低或固相分数越大,残余液相中Nb和Mo元素的质量分数上升速率越快。     

热压缩过程中2205双相不锈钢的组织演变和软化机制

在不同变形温度和应变速率条件下对2205双相不锈钢进行高温压缩实验,研究了变形温度、应变速率和变形量对其显微组织中铁素体和奥氏体两相的影响,分析了高温变形软化机制。结果表明：随着变形温度的提高这种钢的峰值应力及其对应的应变逐渐减小。随着变形温度从850℃提高到950℃,2205双相不锈钢显微组织中的铁素体向奥氏体的转变占主导地位;变形温度高于950℃时,随着变形温度的提高铁素体与奥氏体之间的强度水平之差逐渐减小,显微组织中的奥氏体向铁素体的转变占主导地位。在本文的热变形条件下2205双相不锈钢的显微组织中铁素体呈现出与奥氏体不同的软化机制,铁素体的软化机制为动态回复和动态再结晶,而奥氏体因层错能较低其软化只能通过有限程度的动态回复进行。     

电渣炉智能控制系统的开发与应用

递减功率熔炼控制被认为是保证电渣炉钢锭质量的有效的控制方法。根据电渣工艺优化的要求，开发了基于递减功率熔炼控制为核心的电渣炉智能控制系统。该系统具备连续有载调压和电极插入位置精确控制的功能。系统在近20台工业电渣炉上得到应用，实际运行结果表明系统可靠性高、运行稳定、人机界面好、易于操作和维修，能达到预期的各项工艺操作控制要求，特别是在保证钢锭结晶质量、降低电耗和加快生产节奏方面效果明显。     

铜绿假单胞菌对CrCoNi中熵合金微生物腐蚀行为的影响

采用多种电化学实验手段及场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)等分析技术,结合活死细菌染色实验、点蚀坑深度分析等方法,以316L不锈钢为对比,研究了CrCoNi中熵合金在含铜绿假单胞菌培养基中的微生物腐蚀行为。结果表明:铜绿假单胞菌能够在CrCoNi中熵合金表面形成不均匀的生物被膜,从而降低开路电位,减小极化电阻和电荷转移电阻,增大腐蚀电流密度;铜绿假单胞菌生物被膜在一定程度上破坏了钝化膜,导致浸泡在含铜绿假单胞菌培养基中的CrCoNi中熵合金的最大点蚀坑深度(4.8μm)大于无菌培养基中CrCoNi中熵合金的最大点蚀坑深度(2.3μm)。与316L不锈钢相比,CrCoNi中熵合金的开路电位较高,腐蚀电流密度和腐蚀速率较小,钝化膜的修复能力较强,在含铜绿假单胞菌培养基中浸泡后的最大点蚀坑深度小于316L不锈钢(5.8μm)。     

LF炉运行电抗模型及供电优化

分析了LF炉实际运行行为，根据宝钢150 t LF炉的现场试验结果；建立了描述LF炉运行电抗以及二次侧运行相电压的关系式；并在综合考虑LF炉热平衡的基础上提出了合理的供电制度。     

电流对电渣重熔过程多场耦合行为和凝固参数影响的数值模拟

摘要：利用了FLUENT软件建立了电渣重熔（ESR）过程二维轴对称瞬态模型。使用有限体积法求解耦合的电磁场、动量和能量守恒方程,铸锭的凝固过程由焓 多孔介质模型处理,系统地研究了电流对电渣重熔GH984G凝固过程多场耦合行为和凝固参数的影响规律。模拟结果表明：电流由2.3kA增大为2.5kA,体系中电流密度、磁感应强度、洛伦兹力和焦耳热均增大;进而导致了熔渣流速增大,渣池和金属熔池温度增大,熔池变深;铸锭的一次和二次枝晶间距也相应增大,相对瑞利数增加,黑斑形成趋势也随之增大;计算结果与实验结果吻合较好。     

合金元素在NbC/fcc-Fe界面的偏析行为和硼的影响

基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法,研究了Si、Ni、Mn、Cr、Mo在NbC/fcc-Fe界面的偏析行为,以及B对合金元素界面偏析行为的影响。结果表明,Cr和Mo可以稳定存在于界面和NbC中; Mo 更倾向于在界面和 NbC 中偏析; Ni和Mn在界面上有轻微的偏析倾向。另外,Mo 容易偏析到 NbC 中形成复合碳化物。当Mo/Nb含量比小于2/3时,(Nb, Mo)C复合碳化物更稳定,结合能更大,这应该与Mo和C、Fe之间的强电子相互作用有关。当 B 掺杂到界面时, Mo 和 Cr 向界面偏析的趋势被抑制。特别是B抑制了界面处Mo的偏析,从而提高了材料的耐蚀性。此外,B可使Ni、Mn趋于均匀分布在基体中。     

超纯铁素体不锈钢的开发与应用现状

介绍了合金元素对超纯铁素体不锈钢性能的影响,阐明了超纯铁素体不锈钢的冶炼工艺、应用范围及其研究开发现状。     

电渣重熔高氮钢技术的进展

 高氮钢,尤其是高氮不锈钢,由于其优异的性能和诱人的应用前景受到国内外钢铁材料界的广泛关注。在理论计算分析氮在钢中溶解行为的基础上,指出了高氮钢制备的主要技术难点;概述了目前高氮钢的主要制备方法,重点讨论了常压和高压电渣重熔高氮钢的特点和存在的问题;分析了用电弧渣重熔(ASR)法生产高氮钢的技术优势,认为用ASR法生产高氮钢是目前比较可行的方案。     

超级奥氏体不锈钢654SMO的研究进展

超级奥氏体不锈钢具有十分优异的耐腐蚀性能和良好的综合力学性能，是高端装备制造业急需的关键材料之一。介绍了近年来作者在超级奥氏体不锈钢654SMO制备工艺、组织与性能和焊接技术方面的研究进展。开发出了铝+镍镁+稀土复合脱氧脱硫的超洁净度冶炼工艺。基于VOF多相流模型，计算了凝固过程Mo元素的偏析行为，提出适当提高冷却强度和降低浇铸温度可有效减轻宏观偏析。探索出了最佳热加工窗口，提出热加工窗口窄的主要原因为大量合金元素的固溶强化作用和高的析出敏感性。阐明了高温氧化机理，熔融MnMoO4- MoO3钼酸盐电化学反应和不连续Cr2N析出的协同作用强烈促进灾难性氧化的发生。分析了时效析出热力学和时效析出行为，建立了评价晶间腐蚀敏感性的双环动电位再活化法，揭示了析出相周围贫铬区和贫钼区导致晶间腐蚀的机理。全面评价了钢的力学性能和典型服役环境中的腐蚀行为，指出654SMO力学性能优异，耐腐蚀性能可与镍基合金相媲美。利用氩气保护的FSW技术成功实现了654SMO（2. 4mm厚）的焊接，获得了高质量、无氮损、组织性能优异的焊件。