奥氏体晶界迁移过程的研究

采用高温金相显微镜研究奥氏体晶粒长大,将受晶界原子蒸发滞后现象的影响,尤其在奥氏体晶粒急剧长大的温度下,不能清晰观察到晶界迁移的过程。本文通过定位高温金相照片的观察,研究奥氏体晶粒长大过程中晶界的行为,为晶界迁移机制提供实验依据。试验用西宁钢厂电弧炉生产的40CrNiMoA钢,钢的化学成分如下(wt-％):     

TC4-Fe合金连续升温过程的相变研究

通过连续升温热膨胀法(DIL)研究了Ti6Al4V-0.55Fe合金在连续升温过程中的α相回溶（α+β→β）的热膨胀行为和显微组织演化。本文采用了1、5、10、15 K/min的四种升温速率对Ti6Al4V-0.55Fe合金进行热膨胀实验,结果发现：不同升温速率的α相回溶曲线都展现出典型的“S”型曲线,表明α相回溶是一种由形核长大控制的过程。通过Kissinger-Akahira-Sunose（KAS）方法和Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami(KJMA)模型分别得到α相回溶转变平均相变激活能E和随着α相回溶体积的增大所对应的Avrami指数n,可分为三个阶段,即相变初期（0相似文献   

恒氧位下渣-熔Cu间Ti和Si的传输SCIEI

本文研究了1500℃恒氧位下与不同含有TiO_2和SiO_2渣系共存的熔态Cu-Ti Si合金中Ti和Si的表观传输现象。     

电渣熔铸过程渣池流场的模拟研究

电渣熔铸过程中熔渣的流动决定了熔铸体系温度场的分布以及金属熔池的形状,最终影响熔铸钢锭的质量。采用大型通用有限元分析软件ANSYS,对电渣熔铸体系渣池流场进行了模拟研究,所得结果与物理模拟实验结果完全一致。并以此研究了熔铸电流,填充比和电极端部形状对熔渣流速分布的影响,为实际生产提供了依据。     

电渣熔铸过程渣池流场的模拟研究

电渣熔铸过程中熔渣的流动决定了熔铸体系温度场的分布以及金属熔池的形状，最终影响熔铸钢锭的质量。采用大型通用有限元分析软件ANSYS，对电渣熔铸体系渣池流场进行了模拟研究，所得结果与物理模拟实验结果完全一致。并以此为基础，研究了熔铸电流、填充比和电极端部形状对熔渣流速分布的影响，为实际生产提供了依据。     

渣-钢间传氧速率的研究

本文通过建立顶渣向钢水传氧的物理模型来讨论影响中间罐中顶渣向钢水传氧的因素。并在油－水体系中测定苯甲酸的容量传质系数，从而考察注速及中间罐结构对钢－渣间传质系数的影响。研究结果表明，顶渣中氧化铁含量和传质系数是影响顶渣向钢水传氧速率的主要因素，而注速及中间罐结构对钢－渣间传氧速率也有很大影响。     

铸造过程中渣粒运动轨迹及夹渣位置研究

铸件中的夹渣缺陷破坏了材料的连续性,易形成局部应力集中和疲劳裂纹扩展源,严重地影响了铸件的服役性能。由于渣粒数量众多,运动轨迹复杂,对其运动轨迹及停留位置预测较困难。本文通过铝合金应力框铸件的浇注试验,基于分散相粒子模型进行了充型和凝固过程中渣粒运动轨迹跟踪,分析了等直径二氧化硅渣粒在铸件和浇注系统各个关键位置的运动特征,获得了充型和凝固过程中金属液的流动规律、温度变化特点对渣粒运动轨迹及最终停留位置的影响规律。结果表明,金属液在充型过程中的局部流场特点和充型路径对夹渣缺陷的分布有较大的影响,型腔中产生涡旋流场处和流量较大的区域均易出现夹渣缺陷。同时验证了冒口具有明显的局部集渣作用,合理的开设和布置冒口能有效地降低铸件夹渣率。采用分散相粒子模型能有效地预测铸造过程中夹渣粒子的运动轨迹,为提高铸件质量提供参考。     

电渣熔铸过程的数值模拟研究

利用了前人关于熔滴在渣池中行为的研究成果和渣池中有关传热规律的试验资料,考虑到电渣熔铸过程始终有强电流介入,建立了包括金属熔池、两相区和凝固锭在内的电渣锭凝固传热数学模型,模型预测值与试验值吻合较好.运用此模型可预报金属熔池状况,便于现场调整工艺参数.     

等离子切割过程中成渣问题的研究

本文从新的角度，采用理论分析与正交试验研究相结合的方法，提出了线能Ｗｅ、比影响力ｆｓ等实用概念，探讨了等离子切割过程中成渣的能量与约束之间匹配条件。研究表明：成渣是切割过程中在一定的约束条件的输入能量的转换、传递与分布的结果，无渣的关键在于有足够的输入能量与良好约束的匹配；反映等离子弧能量及约束状态的Ｗｅ，与切口粘渣量的指标Ｇ之间有确定的关系，表现为Ｇ－Ｗｅ曲线；切透条件是Ｗｅ＞Ｗｅｃ（临界线能），／ｍｍ２；Ｇ－Ｗｅ曲线还反映了等离子炬的性能。     

Al-Si合金熔渣精炼过程中Al和B在渣金两相间的迁移与分配规律

在1500℃下将Al-Si合金与CaO-SiO_2-Al_2O_3熔渣混合精炼,考察了渣金比、精炼时间对体系中元素Al和B在渣金两相间分配的影响,并解析了这两种元素的迁移过程。结果表明:熔渣40%CaO-40%SiO_2-20%Al_2O_3和60%Al-Si合金在渣金质量比为5时,精炼硅中B含量由302.74×10~(-6)降至23.37×10~(-6)。元素Al和B在渣金两相间的迁移规律基本一致,呈现出明显的阶段性特征。合金中Al元素在精炼10 min内相间迁移最为剧烈,Al的转化率达到96.52%,剩余少量Al以Al-Si相或Al-Si-Ca相存在于硅晶界处;而B元素在精炼30 min内向渣中迁移效果最为显著,迁移比分别为12.32、10.96,继续延长时间二者含量均变化缓慢。Al元素的氧化会改变精炼渣的组成,精炼相同时间时,随渣中w(CaO+Al_2O_3)/w(SiO_2)值增大,精炼硅中B含量呈先下降后上升的趋势,B含量在w(CaO+Al_2O_3)/w(SiO_2)值1.24附近有最小值8.01×10~(-6),此时B的迁移比达到37.80。     

Ti在浇铸过程使耐材性能改变的机理及实践研究

针对中国某中钢含钛焊接用钢连铸过程中对耐材性能的影响进行了理论分析和现场实验,结果表明:长水口与浸入式水口(以下统称水口)易与钢水中Ti发生化学反应造成侵蚀。通过改进水口的理化指标,水口的使用时间均提高至4 h左右;结晶器保护渣易与钢水中Ti反应导致性能改变,影响使用效果,通过优化保护渣组分,改善了保护渣的现场使用性能。     

电渣重熔用低氟渣与Incoloy825合金中Al、Ti反应性的研究

通过高温渣-金平衡实验,探讨了电渣重熔用低氟渣CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Li2O-(TiO2)中TiO2含量对Incoloy825合金中Al、Ti含量的影响。并利用FactSage7.3热力学软件分析了渣中TiO2和Al2O3的活度与渣成分的关系。研究了渣中组元对反应4[Al]+3(TiO2)=3[Ti]+2(Al2O3)的吉布斯自由能和合金中平衡Al、Ti含量的影响规律。结果表明:反应的吉布斯自由能与渣中TiO2、CaF2和MgO呈负相关,与CaO和Al2O3呈正相关;渣中TiO2含量为0%7.27%(质量分数)时,合金烧钛增铝现象逐渐减弱,TiO2含量为11.27%时,又出现烧铝增钛现象;同一温度下,随着渣中CaO和Al2O3含量增加,合金中平衡Ti含量降低,平衡Al含量升高。随着渣中TiO2含量增加,合金中平衡Ti含量升高,平衡Al含量降低。渣中CaF2和和MgO含量变化对合金中平衡Al、Ti含量影响较小。实验结果与热力学计算结果能够很好的吻合。     

连续升温过程中γ-Fe→δ-Fe→液态Fe相变的分子动力学模拟

采用所构建的长程F-S势函数,对连续升温过程中γ-Fe→δ-Fe→液态Fe的相变过程进行了分子动力学(MD)模拟。结果表明,计算得到的γ-Fe,δ-Fe以及液态Fe的微观结构(径向分布函数、配位数)和宏观物性(密度)都能与实验结果吻合很好,但相变温度点与实验值的偏差较大,推测是由过快升温速度造成的过热度过高所致,从微观结构、瞬态能量及密度的分析出发,讨论了固态相变(γ-Fe→δ-Fe)和固-液相变(δ-Fe→液态Fe)的具体过程,其中,固态相变主要形成于晶格扭曲和滑移,而固-液相变即熔化过程起始于固体岛颗粒的边缘,并逐渐向其中心扩散,在相变演化过程中,通过瞬态能量和密度的起伏观察到明显的孕育过程。     

渣金两相氧化锰还原的不可逆过程热力学研究

将仅能描述近平衡体系发生物理化学变化时物理量间的线性关系式——线性不可逆过程热力学扩展到远离平衡体系,建立了有界面存在的远离平衡的化学反应体系的不可逆过程热力学方程,并将其应用于渣-金间的氧化锰还原反应,得到的氧化锰还原的不可逆过程热力学的动力学方程与实验数据能很好地吻合,这表明不可逆过程热力学可以应用于远离平衡的体系。     

镁电解渣对电解过程的影响研究

在对镁电解渣结构进行深入了解的基础上,利用电位扫描法以及气冷阴极研究镁电解渣对电解时氯化镁分解电压以及镁的汇集情况的影响,研究结果表明:电解时,电解质中掺入电解渣会明显提高氯化镁的分解电压,增加电耗,渣的存在会恶化镁的汇集条件,使电解出的镁无法汇集长大。     

电渣重熔过程中渣池内的温度分布

在工业性设备上测定不同熔炼条件下电渣重熔过程中渣池内温度分布情况的结果表明,渣池内径向和轴向温度分布不均匀。径向由电极中心至结晶器壁,轴向由金属熔池/渣池界面至渣/气界面,温度逐渐降低。在靠近渣/气界面处,轴向温度变化剧烈。在一定的试验条件下,在电极圆柱表面至结晶器壁的1/2距离处,轴向温度分布可用下式表示: t=1675exp(-1.074/l),(5毫米≤l≤210毫米) 其中:t=渣温,℃;l=距渣/气界面距离,毫米。轴向温度差大于300℃,渣面温度低于1350℃。同时发现:渣池内存在着一个“高温区间”,其中温度分布较均匀,温差约为30℃;当结晶器对底水箱不绝缘或电流可以从结晶器壁流向钢锭时,由于渣/气界面温度升高,影响到氧的输入和化学反应物和生成物传递的加速,从而使高温合金中钛烧损值增加。     

Ti 600合金热处理过程中的氧化行为研究

以建筑屋顶用Ti 600合金为对象,研究其高温氧化过程和氧化原理。结果表明,氧化温度为700~1 000℃时,Ti 600合金的氧化行为遵循抛物线-直线式氧化动力学规律。700℃下氧化100 h后,Ti 600合金表面形成致密的氧化皮,主要成分为Ti O2和α-Al2O3。氧化温度升高到1 000℃时出现开裂现象。     

电渣焊接的热过程

电渣焊接的热源是电流通过液体熔渣所析出的焦耳热,使用这种热能来完成整个的焊接过程。电渣焊时从熔渣中析出的热能量决定于许多因素,如:焊机外特性;焊剂的热电特性;焊丝与熔渣在焊接时的相对位置;焊丝的导电特性;焊剂在高温时的物理化学反应热效应等。电渣焊接的热源并不是整个渣潭,而是渣潭的一部分,即渣潭中与焊丝端部相接触的主要导电的一部分。这一部分的熔渣达到相当高的温度,估计约为2000℃