低压脉冲磁场对铸态IN718高温合金凝固组织细化的影响

研究低压脉冲磁场对IN718高温合金凝固组织细化的影响。结果表明：在低压脉冲磁场作用下可以获得完全细小的等轴晶组织。熔体冷却速度和过热度显著影响低压脉冲磁场的细化效果,降低冷却速度和过热度有利于提高脉冲磁场的细化效果。利用商业有限元软件模拟计算高温合金凝固过程中熔体中的电磁力和流场分布情况以揭示脉冲磁场的细化机制。认为脉冲磁场引起的熔体对流,以及同熔体冷却速度和过热度的合理配合是合金凝固组织细化的主要原因。     

镁合金低压脉冲磁场晶粒细化

提出一种低压脉冲磁场合金晶粒细化技术,分析常规铸造和半连续铸造条件下,低压脉冲磁场对镁合金凝固组织的影响。结果表明:脉冲磁场对AZ31、AZ91D、AZ80、AM60、AS31和Mg-Gd-Y-Zr镁合金均有显著的细化效果。施加脉冲磁场后,初生α-Mg形态发生明显球化,由粗大、发达的枝晶变为细小的蔷薇状,且溶质偏析显著降低。采用商用ANSYS软件分析了电磁力、流场以及焦耳热对熔体的影响规律,从形核和生长角度分析了脉冲磁场下镁合金晶粒细化机制,依据界面稳定性理论提出了脉冲磁场下镁合金晶粒球化模型。     

HP耐热钢裂解炉管服役弱化的组织特征及其成因

在分析测试服役HP耐热钢裂解炉管的基础上，探讨了使用过程中炉管内壁材质的弱化机制、结果表明，炉管内壁亚表层贫碳化物区及内部渗碳区的形成及加深主要与表面氧化层的剥落和重建、晶间氧化区的形成、碳及合金元素在基体中的扩散速度以及形成碳化物的临界碳浓度cmax密切相关；丝状催化焦炭的形成与发展促进了炉管内壁组织弱化，而非催化气相焦炭的沉积在一定程度上抑制了材料的弱化；反复的结焦和清焦是促使炉管内壁材质弱化的主要原因.     

液态反应法制备TiCp增强铸造Fe—Cr—Ni基复合材料

研究了利用液反应法制备的ＴｉＣ颗粒（ＴｉＣ）增强铸造Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ基复合材料的显微结构和力学性能，该复合材料主要由γ基体和均匀分布和尺寸为１－５μｍ的球状或多面体状ＴｉＣｐ组成，γ／ＴｉＣｐ界面洁净，两相造近界面的区域内均存在高密度位错，（Ｔｉ＋Ｃ）加入量（质量分数）为３－６％时复合材料的常温和高温拉伸性能比基体合金明显提高，其拉伸断口在８００℃时仍能保持韧性断裂特征。     

熔体的定向受迫流动对高纯A1柱状晶生长特征的影响

研究了在离心力场和电磁场作用下融熔高纯Ａ１的凝固现象。研究结果表明，在二种力场共同作用下，产生的熔体定向受迫流动对柱状晶的生长方向和形态有很大影响，柱壮晶朝向迎流一侧发生倾斜，并随着离心转达和磁场强度的增加，柱状晶细化，倾斜角度增加。首次利用柱状晶间层流边界层理论解释了这一现象。     

低压脉冲电场下纯铝的晶粒细化

研究了低压脉冲电场作用下纯铝凝固组织的变化，考察了放电电压和处理时间对纯铝晶粒尺寸的影响。结果表明：低压脉冲电场可以显著地细化纯铝的凝固组织。随着放电电压的提高，纯铝的晶粒尺寸逐渐减小；当放电电压达到400V时，晶粒尺寸略有回弹。随着处理时间的增加，纯铝的晶粒尺寸逐渐减小；当处理时间大于15min时，纯铝的晶粒尺寸随着处理时间的增加而略有增大。     

基于曲率驱动机制的晶粒生长元胞自动机模型

结合晶粒生长的统计分忻理论和概率性转变觇则，建立了基于曲率驱动机制的晶粒正常生长的二维元胞自动模型，该模型的一个显著特点是晶粒生长速率和晶界曲率(1／RC-1／R)之间满足线性关系，而传统的元胞自动机模型则难以满足这种线性关系模拟结果比较全面地反映了等温条件下晶粒正常生长的各种现象：平均晶粒面积与时间的关系，晶粒尺寸、晶粒边数的分布规律及其时间不变性，晶粒边数与尺寸的关系，以及晶粒生长速率与晶粒尺寸和曲率的关系等．模拟结果与晶粒生长的动力学理论预测相符合。     

Sr对AZ91D镁合金枝晶生长和相析出的影响

加入微量Sr(0.01%-0.1%,质量分数)可明显细化AZ91D镁合金晶粒,随Sr含量增加,初生相α-Mg尺寸逐渐减小,而二次枝晶间距变化不大,同时β-Mg17Al12析出相增多.Sr添加量为0.1%时,针状或块状Al4Sr相依附在枝晶间的β-Mg17Al12相上析出.Sr在AZ91D合金凝固固-液界面前沿富集,并且优先在曲率较大的枝晶端面富集,从而抑制晶粒长大,细化了合金中初生相α-Mg;同时,Sr在枝晶的尖端富集降低了初生相α-Mg的尖端生长优势,改变了初生相形貌.     

金属快速凝固的非平衡超急速传热模型

运用非Fourier传热理论建立了金属快速凝固过程中的非平衡传热理论模型，包括非Fourier方程的建立、传热与相变模拟，模拟计算表明：（1）在溅射激冷条件下，界面换热系数越大，界面冷却速度和移动速度也越高。在界面换热系数相同时，计算得到的界面冷却速度随着固－液界面高度的提高呈现先上升而后下降的变化趋势；计算得到的冷却速度值明显小于Fourier定律的计算值。（2）在激光加热条件下，计算的界面移动速度在凝固开始时先急剧增加，然后渐趋平稳，计算还表明，金属的过热及过冷度与其热物性相关。