关于碳氮原子在钢中扩散系数求解方法的研究

本文采用“扩散偶法”研究了碳氮原子同时向奥氏体扩散时的扩散系数的求解方法，研究结果表明：在奥氏体状态下，碳原子的扩散系数可根据Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ公式进行求解；而氮原子的扩散系数只能根据“限定源法”进行求解。     

球铁与铜扩散接合的研究

采用自制的小型真空扩散接合装置，进行了球铁与铜扩散接合试验研究。系统研究了工艺参数对接合质量的影响。分析了中间垫片在接合过程中的作用，对试样的预处理，接合区的原子迁移行为也进行了研究。镍箔是球铁与铜扩散接合理想的中间垫片；试样表面预处理发合质量有重要影响。     

球铁与铜扩散接合的研究

采用自制的小型真空扩散接合装置,进行了球铁与铜扩散接合试验研究。系统研究了工艺参数对接合质量的影响,分析了中间垫片在接合过程中的作用,对试样的预处理、接合区的原子迁移行为也进行了研究。镍箔是球铁与铜扩散接合理想的中间垫片;试样表面预处理对接合质量有重要影响。     

中间过渡层在真空扩散焊中的应用

针对钢结硬质合金(DT40)和模具钢(Cr12)异种材料的真空扩散焊接性问题,研究了有关中间过渡层的合金成分和填加方法对焊接工艺和接头质量的影响,使焊接接头获得了令人满意的结合强度,采用金相分析,扫描电镜和能谱分析等先进的研究方法对接头组织、元素扩散情况和拉伸断口形貌进行了研究,并就刷镀过渡层在真空扩散焊接过程中的作用机理进行了探讨。     

块状转变与钢中贝氏体相变的亲缘关系——再论贝氏体相变的切变扩散整合机制

应用JEM-2010高分辨电镜和Quanta-400型环境扫描电镜,运用试验与综合分析的方法,研究了纯铁的块状转变和钢中的贝氏体相变,通过对相变的形核、长大,贝氏体亚单元和组织的形成的综合研究和分析,认为贝氏体相变与块状转变存在亲缘关系.依靠随机涨落,形成贫碳区,贝氏体铁素体在贫碳的奥氏体中形核.Fe原子和替换原子通过热激活跃迁、界面扩散或切变等方式,重复产生亚单元.在亚单元边界处,富碳奥氏体析出碳化物或成为残留奥氏体.贝氏体相变机制具有过渡性,即切变扩散整合机制.     

室温形变对15钢离子氮化和氰化后组织及性能的影响及其机理的研究

本文研究了室温形变对0.15％C钢离子氮化和氰化组织和性能的影响。发现预变形可显著提高表面碳、氮浓度;虽然高温下奥氏体的再结晶过程进行十分迅速,但由于碳氮原子的渗入和扩散可能使冷变形造成的晶体缺陷固定。在自行车另件生产中的应用表明,采用予先冷变形可使接触疲劳寿命提高0.5～1倍,产品合格率可由12.5％提高到87.5％。     

稀土对气体渗碳过程中碳原子扩散的影响

对气体法稀土碳共渗过程中碳原子的扩散进行了研究。经离子控针和正电子湮没分析，得出：在稀土碳共渗过程中，稀土原子的渗入，增加了缺陷数目，使碳原子的扩散系数提高至１．３６～２．３６倍，从而达到降低渗碳温度、缩短渗碳时间的目的。     

镍基合金——碳化铬复合涂层材料界面扩散研究

对真空熔烧法制作的镍基合金－－碳化铬复全涂层界面两侧合金元素的扩散问题,提出了电子探针与最小二乘法相结合的研究方法,结果证明,界面扩散是决定复合材料界面结合状况的关键。     

提高材料表面耐磨性的工艺研究及其机理探讨

在电阻对焊机上，利用电阻热直接进行石墨向钢表面扩散工艺的研究。确定了获得一定厚度液体层的最佳工艺参数，研究了液态或固态条件下稀土对扩散效果的影响，并探讨了碳在固态与液态下的扩散机理。     

一维双原子理想气体中的能量扩散

研究一维双原子理想气体在平衡态下的能量扩散。利用系统演化方程的线性特征,通过数值模拟的方法直接追踪能量在实空间的传播过程。当两种原子的质量差别较大时,能量传播表现为超扩散;当质量趋于相同时,不可积的双原子理想气体逐渐逼近可积的单原子理想气体,其能量传播在初始阶段表现为弹道扩散,在长时间尺度上表现为正常扩散。     

灰铸铁激光表面热处理中的碳的扩散

采用激光表面热处理的方法，对灰铸铁中石墨相中碳的扩散行为进行了研究，结果表明：灰铸铁基体中条状石墨相中的碳的扩散导致周围组织发生了不同的转变，从而使过渡区／熔化区界线曲折．同时，由于采用了黑化处理，黑化剂中碳向表层组织的扩散会导致最外层硬度相对有所降低．     

铝钎焊接头中Cu的腐蚀与扩散行为

应用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱分析仪，研究了Al-Si-Cu钎料中Cu在真空钎焊接头中的腐蚀与扩散行为，研究结果表明，真空钎焊后的接头仍然存在腐蚀问题，如点蚀和晶间腐蚀等，并且随关ω（Cu）的增加腐蚀加重，Cu在钎焊接头中以晶界扩散为主，且晶界扩散比晶内扩散快。     

油井注水泥紊动扩散研究

本文利用流体力学中的紊动扩散基本方程式,研究了油井注水泥作业中,水泥浆与泥浆在隔离液中的紊动扩散模式,并求出了水泥浆与泥浆在隔离液中的紊动扩散规律。最后利用这一扩散规律,导出了注水泥最小隔离液体积计算公式及紊流接触时间计算公式。这些公式可以作为现场油井注水泥隔离液设计的参考。     

放电等离子烧结过程温度场及原子扩散

对放电等离子烧结不同材料过程中的温度场进行了理论分析和实验研究,发现在一定条件下样品内出现较大的温差,控制工艺参数可以降低温差.对放电等离子烧结过程中材料界面和颈部的原子扩散过程进行了研究,并与相同工艺条件下辐射加热烧结进行比较,表明放电等离子烧结过程促进了原子的扩散.     

脉冲电流对钢的奥氏体区中元素扩散的影响

通过制备5组异种钢扩散偶(T8和1Cr18Ni9Ti),采用传统的箱式空气实验电阻炉辐射加热和新兴的脉冲电流加热2种方法在同种奥氏体化温度相同加热时间下对比研究了Cr和Ni 2种元素的扩散规律.电子探针的扫描图像显示脉冲电流加热条件下的扩散区较辐射加热条件下的明显增大,且加热温度越高扩散区越大,元素的线扫描测量结果及随后在此基础之上分析计算得出的扩散系数和扩散激活能表明,脉冲电流增强了扩散系数,降低了扩散激活能,从而显著促进了以上2种元素的扩散行为.其主要原因在于脉冲电流伴生的磁场作用降低了Cr和Ni元素的空位形成能和迁移能所致,无疑,该脉冲电流加热技术将为高效低能耗热处理的应用开辟一种潜在的新途径.     

压缩真空库中原子系统的偶极压缩特性

运用密度算符方法并结合数值计算,研究了处于压缩真空库中的原子系统的偶极压缩特性,讨论了原子初始态、衰减常数Γ及压缩参量r对原子偶极压缩特性的影响,并给出了相关结论。     

不锈钢与耐热钢焊接过渡区的碳迁移现象分析

为了在理论上对不锈钢和耐热钢异种钢焊接碳迁移过程进行定量分析,针对熔合区产生的碳迁移现象,首先根据化学位梯度将碳元素的实际浓度转换为等效浓度,利用菲克定律对扩散过程进行了计算.根据计算结果推导出碳扩散理论公式并绘制理论曲线,利用电子扫描显微镜对垂直于熔合线的方向进行成分分析并绘制实际碳扩散曲线.结果表明：理论曲线与实测曲线基本相同.通过这种方法可较为准确地推导出碳迁移的趋势,为今后异种钢碳扩散计算提供了理论基础.     

苯与甲醇分子在ZSM-11分子筛中扩散行为的模拟

为了研究烷基化反应组分在分子筛限域孔道中的扩散特性，以ZSM-11分子筛为催化剂，利用分子动力学方法研究了苯与甲醇烷基化反应中反应物分子的扩散行为，并基于均方位移、自扩散系数和径向分布函数，系统的讨论了反应物分子的扩散行为对烷基化反应的影响。结果表明:在反应温度为673?K时，客体分子的动力学直径、分子筛孔道结构以及分子间的竞争扩散均对客体分子在分子筛中的扩散行为产生了影响。将为扩散影响苯与甲醇烷基化反应后续路径选择性的研究提供一定的理论基础。     

钢的热处理综合分析

金属材料与热处理是材料专业的必修课程,钢的热处理是教材中的重点。主要利用原子的扩散理论、纯金属的结晶、同素异构转变、金属的强化理论来解释钢在热处理过程中为什么会得到相应的不同组织及该组织应具有的性能。研究了抗拉强度超过1000MPa的冷轧TRIP钢的热处理工艺对组织和力学性能的影响,并对其工艺进行了优化。结果表明,超高强TRIP钢在两相区的加热温度升高到820～840℃时,钢的抗拉强度下降而伸长率增加;贝氏体等温温度偏低（380℃）或者偏高（440℃）时,钢的伸长率较低。两相区加热温度对铁素体量的影响不大,降低贝氏体等温温度和延长等温时间都能增加贝氏体量。当贝氏体量高于38%时再增加贝氏体量来提高TRIP钢的强度效果不明显,可通过提高残留奥氏体量及其碳含量来提高力学性能。试验钢优化的：820℃×90s+420℃×240s;优化的组织含量配比：53%铁素体+36%贝氏体+11%奥氏体;优化的力学性能组合：抗拉强度1140MPa和伸长率22%。     

型内熔化合金元素扩散的浓度方程及仿真

利用Fick第二定律,研究型内熔化扩散过程中合金元素的浓度分布方程,应用积分变换方法求解微分方程,得到了合金元素扩散方程的基本解;并在此基础上针对实验过程中铸型尺寸、合金棒尺寸、扩散系数等因素,进行了液态金属中钒原子扩散过程的模拟仿真,分析了不同初始条件下的扩散分布。结果表明,钒元素扩散后在材料内呈连续梯度分布,为利用型内熔化方法制备外硬内韧耐磨材料提供了理论依据。