利用硬度计在光滑沙漏状车轴钢疲劳试样上制造压痕,同时利用电火花在试样上加工缺陷,通过疲劳试验研究两种缺陷尺寸与试样疲劳极限之间的关系.将两类试样的测试结果和基于材料硬度、缺陷投影面积的Murakami模型计算结果进行对比.利用扫描电镜观察试样疲劳断口.结果表明,与计算结果相比较,压痕局部塑性变形导致的加工硬化和残余应力对试样的疲劳强度没有影响,裂纹依然从应力集中最大的压痕底部起裂.电火花缺陷表面粗糙度较大引起二次缺口效应,表面硬脆的重铸白层上还有微孔和微裂纹存在,导致此类试样疲劳强度低于模型计算结果,裂纹从电火花缺口底部多处萌生

低碳Mn—Mo钢及Fe—Ni合金中硼的非平衡偏聚是一种动力学现象。在一定条件下进行等温处理时,晶界上会出现比平衡偏聚高很多倍的非平衡硼偏聚,但是随保温时间延长,过量偏聚消失。这种偏聚量随等温时间出现峰值变化的现象是这类偏聚非平衡性的重要标志。在不同温度等温时,硼偏聚量随时间变化曲线呈三种形式,其特征分别是出现峰值后偏聚逐步消失,部分消失和不消失,各种类型温度区间的划分主要取决于非平衡偏聚发生,发展过程与等温时含硼相析出过程的相互关系

采用热重法实验研究了773~1273K氧化亚铁的等温氢还原动力学，发现873K温度以上，反应动力学曲线有明显转折，说明反应机理发生了变化．在973~1073K的温度范围，出现了反常的温度效应．即反应速率随温度升高而减小．为讨论产物结构对反应动力学的影响，分别对不同温度的反应产物，以及一定温度不同还原状态（不同反应时间）的产物进行形貌观察．结果显示．随着反应温度升高，还原产物表面的孔洞增多，枝状特征显著增加，而973K和1023K时表面的烧结现象明显．一定温度下，随着反应进行，表面的孔洞增多，并逐渐出现烧结．973K和1023K温度条件下反应产物大体保留原来的大颗粒外形，而1173K时还原2min开始，就大量出现枝状产物，并逐渐烧结．结合产物形貌变化和反应动力学曲线，反应前期为界面化学反应控速，随着反应进行．还原的金属铁发生烧结现象，致密的结构阻碍了产物气体向外扩散，反应控速环节转变为产物气体的外扩散，还原速率也随之降低．

在空心轴楔横轧多楔轧制中,控制壁厚均匀性是衡量车轴成形质量的重要标准.本文先分析空心轴楔横轧多楔轧制的稳定轧制条件,得到了确定空心车轴楔横轧压扁失稳的准则.在此基础上,基于DEFORM-3D软件,建立楔横轧多楔同步轧制高铁空心车轴的三维刚塑性有限元模型,分析展宽角、成形角等工艺参数对壁厚均匀性的影响,获得了工艺参数影响轧制空心车轴壁厚变化的规律.结果表明:成形角越大,壁厚均匀性越好;展宽角越大,壁厚均匀性越好,但在展宽角大于10°时,壁厚均匀性反而下降.基于多楔轧制实验,轧制1∶5缩比的空心车轴,测量了轧制力矩和轧制空心轴的壁厚,与仿真结果作比较,相对误差均在10%以内,验证了所建有限元模型的正确性

利用高性能吸氢-歧化-脱氢-再复合(HDDR)NdFeB各向异性磁粉,通过两步法伴温磁场取向工艺制备高性能柔性各向异性NdFeB黏结磁体,重点研究了两步法伴温磁场取向工艺制备出不同成分配比磁体的磁性能和力学性能.结果发现:制备出磁体的取向度有大幅度提高,当成分配比(质量分数)为96.5%磁粉+1%偶联剂+2.5%黏结体系的磁体在120℃加热保温30 min磁场取向后,磁能积达到97 kJ·m-3,而磁体的矫顽力最大降幅只有1.3%,论证了两步法伴温磁场取向工艺制备柔性各向异性NdFeB黏结磁体在实际生产的可行性.环氧树脂润滑剂的加入使得制备出磁体的延伸率和柔性均大幅度下降,并且加入量越多,下降幅度越大,因此环氧树脂润滑剂最大加入量不应超过1%(质量分数)

基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术,通过水模型研究临界卷渣条件下卷渣过程和钢包流场特征,解析临界卷渣从发生到结束的整个过程卷渣处流场速度的变化情况,并定量分析炉渣运动黏度对临界卷渣速度的影响.将临界卷渣速度的实验检测值与传统理论计算值进行比较和讨论.研究结果表明:临界卷渣过程从开始到结束可细分为八个不同阶段,卷渣处流场速度变化在这八个阶段中先增大后减小再增大;炉渣运动黏度对卷渣具有重要影响,炉渣运动黏度越大,临界气量和临界卷渣速度越大,并且临界卷渣速度与炉渣运动黏度的关系更具线性相关性.实验拟合得到炉渣运动黏度与临界卷渣速度的关系式.最后根据传统理论计算模型和实测结果提出实验条件下修正的临界卷渣速度表达式

煤制天然气是我国煤炭清洁利用的重要发展方向.现有管道用于输送煤制天然气(最高氢分压为0.72 MPa)时需要考虑其中低压氢气的影响,因而需先进行氢致开裂安全性评估.本文利用高压釜环境下恒载荷实验和电化学充氢,模拟研究X-70管线钢和20#钢在不同氢含量下的氢损伤和氢致延迟开裂,并对其在煤制天然气中服役安全性进行评估.在总压12MPa(10 MPa N2+2 MPa H2)的高压釜中放置一个月,两种钢的金相试样均不出现氢损伤,U弯试样不开裂,加屈服强度σs的恒载荷试样不发生断裂.在含0.72 MPa的煤制天然气中长期服役时,进入两种钢的氢含量均远低于σs下发生氢致延迟开裂的门槛氢含量和出现氢损伤的门槛氢含量,因而X-70钢和20#钢在煤制天然气中长期服役均具有高的氢损伤和氢致开裂安全系数

探索采用铁尾矿粉取代粉煤灰作为矿物掺合料制备高延性纤维增强水泥基复合材料（ECC）的可行性,重点研究铁尾矿粉掺量对ECC的拉伸特性和抗压强度的影响,并比较所研发的新型铁尾矿粉ECC与传统粉煤灰ECC的宏观力学性能.研究发现,采用铁尾矿粉作为矿物掺合料制备高延性纤维增强水泥基复合材料是可行的.在同等矿物掺合料掺量下,铁尾矿粉ECC的强度性能低于粉煤灰ECC,但表现出更强的拉伸延性.在所研制的铁尾矿粉ECC中,当铁尾矿粉与水泥质量比为1.2-2.2时,ECC的28 d抗压强度为36.7-54.2 MPa,满足一般混凝土结构对抗压强度的要求.此时,ECC的28 d极限拉伸应变为3.4%-4.3%,铁尾矿的总用量占固体基体原材料总质量的66.6%-77.0%

本文比较系统地研究了钴对Fe-Cr-Ni-Co基Refractoloy26合金组织结构的影响。实验采用光学显微镜,电子显微镜,X射线衍射分析及化学相分析等方法对不同含钴量合金的显微组织进行了观察和分析。结果表明:减少Refractoloy26合金中的含钴量将使γ析出相的重量百分数和γ'相颗粒尺寸增加,而使γ-γ'相之间的点阵错配度减小;使合金中析出的MC碳化物稳定性降低,从而使合金在时效过程中形成较多的M23C6和M6C碳化物,并使析出的各类碳化物总量增加,在高钴合金中,M23C6碳化物不再存在,但有μ相析出。另外,定量金相分析结果证明合金含钴量对孪晶形成的数量和形貌也均有影响

采用热重法在1173~1373 K、全CO气氛条件下,对首钢烧结矿进行还原动力学实验,确定了还原反应的表观活化能,进而推断在还原反应的前期烧结矿还原速率均由界面反应控制,还原反应后期的控制环节为固相扩散.分别由未反应核模型和固相反应动力学模型,分段给出不同温度下控制环节突变的时间点;通过动力学公式计算,得出不同温度下的反应速率常数和固相扩散系数.利用光学显微镜观察了烧结矿在各还原阶段的微观形貌,验证了烧结矿还原动力学的机理,同时也证明了扩散控制阶段使用体积缩小的未反应核模型与实际情况是吻合的