絮凝-固化联合真空预压处理高含水率淤泥(浆)试验研究

絮凝-固化联合法（FSCM）是超高含水率疏浚泥浆（EHW-MS）处理和循环利用的合理选择。然而,面向对填料力学性能要求较高的资源化利用情形时,FSCM在固化效率上仍存在一定的局限性。在FSCM的基础上引入低位真空预压技术（VP）,对EHW-MS用作路堤填料提出了一套新的技术方法——真空预压-絮凝-固化联合法（VP-FSCM）,以达到淤泥浆深度脱水、提高固化效率的目的。通过开展一系列室内模型试验,来确定所提出的VP-FSCM的优越性,并探究其处理优势随等效初始含水率的变化规律;结合微观测试手段,分析和论证了VP-FSCM的内在机理和可行性。结果显示,采用VP-FSCM能使试样的不排水抗剪强度最高提高至FSCM的1.65倍,并且强度优势稳定在1.2倍以上。其处理优势在微观层面上表现为C（A）SH凝胶、钙矾石等水化产物数量及发育程度得到明显提升,进一步填充与密实土体结构。     

20CrMnTi连铸瞬态与平均冷速条件下凝固原位观察

 宽淬透性带和大尺寸TiN析出物严重危害20CrMnTi齿轮钢的产品质量,其控制的关键基础是掌握连铸过程中凝固组织演变行为机理。传统高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CSLM)原位观察研究通常将糊状区冷却速率设定为固定值,这不能有效反映连铸凝固过程中冷却速率的变化。为此,以国内某钢厂20CrMnTi 160 mm×160 mm小方坯为研究对象,首先通过二维切片凝固传热计算,确定内弧表面下方20、40、60 mm位置处糊状区的热历程、瞬态与平均冷却速率,进而设计HT-CSLM试验升温与降温方案。然后,开展这些位置处糊状区瞬态与平均冷却速率条件下HT-CSLM试验,研究揭示不同冷却条件下20CrMnTi的凝固过程、δ晶粒生长动力学和包晶相变机制。最后,通过电子探针分析(EPMA),考察冷却条件对凝固组织尺寸的影响规律。结果表明,由于凝固潜热的补偿,内弧皮下20、40、60 mm位置处初始凝固阶段冷却速率较小,凝固中后期逐渐增大,且越深入方坯内部越显著。这些位置处的平均冷却速率分别为102.81、44.63和34.93 ℃/min。δ晶粒率先从钢液中析出,其平均生长速率随着冷却速率的提升而增大。在瞬态冷却速率条件下,随着凝固的进行,瞬时生长速率呈增大的趋势,但是在平均冷却速率条件下瞬时生长速率则略微降低。这是因为在瞬态冷却速率条件下,糊状区冷却速率由慢至快,不断补偿了凝固潜热,同时初始形核数量少,生长空间大,溶质过冷度的影响相对较弱。当熔体温度降低至包晶相变临界温度时,δ晶粒快速转变为γ晶粒,即发生块状转变,导致固相率迅速增加,且伴随有部分γ晶粒快速聚合。整体上讲,包晶相变临界温度随着冷却速率的增大而降低,但是也受溶质初始含量的影响。此后,剩余液相向γ相转变,直至完全凝固。晶粒半径随着冷却速率的提升而减小,且在平均冷却速率条件下比瞬态冷却速率条件更小,这取决于初始凝固阶段的形核数量。     

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。     

Effects of rapid solidification on the phase structures and electrochemical properties of a V3TiNi0.56Co0.14Nb0.047Ta0.047 alloy

The crystal structures and electrochemical properties of a V₃TiNi_0.56Co_0.14Nb_0.047Ta_0.047 alloy prepared by the melt-spinning method were studied. The rapidly solidified alloy consists of a major Vanadium-based solid solution phase and a secondary Ti₂Ni-based phase. The secondary phase exists between the dendritic arms of the major phase, showing a typical eutectic characteristic. With increasing cooling rate, the amount of the secondary phase decreases but the lattice parameters of both the major phase and the secondary phase show no obvious change. Because the disappearance of the catalytic effect of the secondary phase, the rapidly solidified alloy shows bad electrochemical properties except cycle stability.     

定向凝固铁磁形状记忆合金Co-Ni-Ga的择优取向及其组织演化

采用液态金属冷却定向凝固方法制备出Co-Ni-Ga取向晶体,并研究了不同晶体生长速度下,晶体的轴向择优取向及其定向凝固组织的变化.结果表明:在温度梯度为250 K/cm、晶体生长速度为0.9 mm/min时,柱晶具有完全的〈110〉取向,存在单变体马氏体并有麦穗状γ'相析出;当生长速度提高至9 mm/min时,合金试样为〈111〉 〈001〉 〈110〉混合取向,凝固组织转变为单一的马氏体板条.EDS表明,定向晶体沿稳定生长区轴向成分比较均匀,无明显宏观偏析存在.采用此方法能够获得比较长的稳定的马氏体单变体区,为制备铁磁形状记忆合金取向多晶材料提供了新思路.     

单晶高温合金定向凝固过程中初生碳化物的上浮现象SCIEI

本文在一种抗热腐蚀单晶镍基高温合金平面及胞状液-固界面定向凝固条件下,发现了初生碳化物(TiC)的上浮现象并分析了其形成原因。     

Microstructure and mechanical properties of high strength as—cast Ti—15—3 alloy

The effects of heat treatment and solidification cooling rate on the microstructure and mechanical properties of as-cast Ti-15-3 alloy prepared by induction skull melting method were investigated.Results show that the microstructure of as-cast Ti-15-3 alloy changes from the features of simplified and larger size of beta grains to finer grain size with increasing solidification cooling rate.After solution treatment and different ageing treatment,alpha phase precipitates in grains interior as well as in grain boundaries.Due to the modification of the precipitate phase,the tensile stength and elongation of the alloy are improved simultaneously.A good combination of the values of 1.406GPa of σb and 4.5% of δ was obtained,which will be satisfied the use of this kind of alloy in critical areas.     

电、磁场对金属凝固组织的影响及应用

利用外加物理场凝固细晶技术是目前材料加工领域的研究热点。综述了各种电、磁场对金属凝固组织的影响，并对其主要的机理进行了探讨；并对电、磁场在金属凝固成形中的应用和进一步研究进行了展望。