采用数值模拟方法对连铸电磁旋流水口内流体流动和夹杂物碰撞长大行为进行了研究.数值结果表明电磁旋流水口出口处流体流动扩张角与低熔点合金实验值相符.旋转磁场对浸入式水口内壁夹杂物沉积行为存在两个相反的作用:一方面旋转磁场作用加强了水口壁面处钢液的湍流流动,加速了夹杂物在水口内壁的沉积吸附速率;另一方面水口内壁附近夹杂物在旋转磁场产生的旋流作用下易被携带至水口中心,削弱了水口内壁对夹杂物的黏附.在上述两方面因素作用下,钢液区存在一个最佳磁感应强度可使水口内壁夹杂物沉积速率降至最低,从而减轻水口结瘤现象

为了探讨钢中细小夹杂物的形成机制,采用扫描电镜和能谱仪表征了钢中夹杂物的形貌、尺寸、成分及数量,理论计算了脱氧产物的生成优势区图,讨论了夹杂物长大的影响因素.钢中夹杂物的组成以MgO-Al2O3-TiOx为核心,表面包裹析出MnS,钢液中未发现单独的Al2O3和TiOx夹杂;夹杂物的形貌为近球形,平均尺寸为1μm左右,数量在1000 mm-2以上.镁含量较高的钢中含有少量以MgO-Al2O3和MgO为核心的夹杂物,不利于夹杂物的球形化,镁含量宜控制在50×10-6以下.镁的脱氧能力强,形核临界尺寸小、形核数量多以及钢液中镁、铝和钛复合脱氧的高熔点产物的特性有效地控制了钢中夹杂物的扩散与碰撞长大趋势

利用Gleeble3500试验机研究汽车用C-Mn-Al系TRIP钢的高温力学性能,测定了零塑性温度和零强度温度,应用差示扫描量热法测定其相变区间,采用扫描电镜和光学显微镜分析了不同拉伸温度对应的断口宏观形貌及断口附近组织组成.该钢种零塑性温度和零强度温度分别为1425℃和1430℃,第Ⅰ脆性区间为1400℃-熔点,第Ⅲ脆性区间为800-925℃.第Ⅲ脆性区脆化的原因是α铁素体从γ晶界析出,试样从975℃冷却至700℃过程中,随着α铁素体析出比例的增大,断面收缩率先减小后增大.基体α铁素体比例为8.1%时（850℃）,断面收缩率降至28.9%;而拉伸温度在800℃以下时,基体α铁素体比例超过16.7%,断面收缩率回升至38.5%以上.该钢种在1275.6℃时开始析出少量粗大的Al N颗粒,但对钢的热塑性没有影响

采用凸轮式形变试验机,压缩端面带凹槽并在凹槽里充满不同熔点温度的玻璃粉作润滑剂的圆柱形试件。为保证试验过程中整个试件温度的均匀和衡定,采用了试件保温装置。在变形温度为850°~1100℃、变形速度为5-80秒-1、变形程度(e=ln H/h)最大为ln2的条件下,实验研究了1Cr18Ni9Ti等十个钢种在高温高速条件下的变形阻力。文中叙述了金属塑性变形阻力的试验方法,分析了变形温度、变形速度、变形程度、等诸因素对变形阻力的影响规律,通过对实验数据的回归分析——非线性回归,提出在计算机控制的设定模型以及工程计算中可优先采用的变形阻力计算公式和查用图表。其表达式为:$\\sigma = {\\rm{EXP(}}\\frac{{{{\\rm{U}}_1}}}{{\\rm{T}}}{\\rm{ + }}{{\\rm{U}}_2}{\\rm{)\\cdot(}}\\frac{{\\rm{u}}}{{10}}{{\\rm{)}}^{{{\\rm{U}}_3}{\\rm{T + }}{{\\rm{U}}_4}}}{\\rm{\\cdot}}\\left( {{{\\rm{U}}_6}{{(\\frac{{\\rm{e}}}{{0.4}})}^{{{\\rm{U}}_5}}} - ({{\\rm{U}}_6} - 1)\\frac{{\\rm{e}}}{{0.4}}} \\right)$式中:T=$\\frac{{{\\rm{t}} + 273}}{{1000}}$U1~U6为系数,其值与钢种有关

超级绝热型防火材料,是一种具有纳米孔隙结构及超低导热系数的无机材料,可分为溶胶-凝胶法气凝胶复合材料和气相法氧化物纳米粉末基材料两种.其基础组成氧化物为SiO2和更高熔点的Al2O3、ZrO2,且研究发现合适的复合组元比单组元在火灾温度下具有更好的耐热稳定性.红外遮光剂是显著降低材料高温导热系数的关键组分,通过比红外消光系数测定以及基于Mie散射理论等的数值计算为红外遮光剂的合理选择提供了依据.超级绝热型防火材料,具有高效防火的特点,只要很小的厚度就能达到较高的耐火等级.随着气凝胶材料从超临界干燥向常压干燥的发展,以及超级绝热型防火材料总体生产成本的降低,这种材料将在城市地下空间被动防火系统中发挥重要的作用

采用Al-KBF4-K2ZrF6组元通过熔体直接反应法制备了ZrB2颗粒增强铝基复合材料,优化的初始合成温度范围为850~870℃,反应时间为25~30 min.扫描电镜观察结果显示:ZrB2颗粒尺寸为300~400 nm,颗粒间距200 nm左右,有团簇现象,团簇体尺寸为30~40μm.当颗粒理论体积分数为3%时,单位熔体体积内ZrB2颗粒形核数量为6.68×1017 m-3,平均线长大速率为47.3nm·s-1.分析团簇原因认为:大量细小高熔点ZrB2增加了熔体黏度,颗粒扩散阻力大,限制了颗粒迁移位移;ZrB2颗粒因密度大具有较高的沉降速率.原位反应过程分析表明:通过Al3Zr-AlB2间的分子化合及[Zr]-[B]间的原子化合得到ZrB2颗粒,是高温稳定相

以石蜡为相变芯材,以正硅酸乙酯为硅源,在酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备出石蜡/二氧化硅复合相变材料.应用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、差示扫描量热法、热重法等手段对所制备复合相变材料的形貌、成分、热性能等进行了表征.实验结果表明,所制备的石蜡/二氧化硅复合相变材料的形貌是直径约为2μm的核/壳结构微球.当核/壳质量比为2∶1时,石蜡包覆率为66.3%,熔点为54.2℃,熔化焓为133.8 J·g-1,凝固点为49.5℃,凝固焓为127.5 J·g-1.与传统的有机高分子壳层材料相比,无机二氧化硅壳层材料具有更好的热导率,提升了复合相变材料的导热性能,且其不易燃烧,无腐蚀性,更加安全环保,有效拓展了相变材料在建筑保温和智能保温纺织物等领域的实际应用

研究了高钛球团的焙烧特征和固结行为.随着TiO2含量的增加,球团焙烧难度增大,当TiO2质量分数由10%增加至21%时,高钛球团所需预热时间由12 min延长至26 min以上,焙烧球强度由每个2486 N降低至每个1728 N.高钛球团由于FeTiO3含量高,导致氧化速度慢、预热球氧化程度低,不利于焙烧固结时钛赤铁矿固溶体晶粒的长大,使得球团固结强度差.通过添加NaOH结合润磨工艺增大颗粒表面能和反应活性,促进了固相扩散,并生成少量低熔点化合物,有利于再结晶过程的扩散迁移,使Ti富集在Fe2TiO5中并促进钛赤铁矿晶粒长大,强化了高钛球团焙烧固结,可使预热时间缩短至16 min,球团强度提高至每个2141 N

运用Factsage软件模拟了MgO含量对CaO-SiO2-Al2O3-MgO熔渣中液相区的影响.结果表明，随着CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣中MgO含量增加，渣中低熔点液相区整体向低CaO高SiO2区移动.相图中1500℃液相区比例由0%MgO（质量分数）时的25.05%上升至9%MgO（质量分数）时的52.69%，而后降至15%MgO时的46.70%.相图中1400℃液相区比例由3%MgO时的14.41%上升至11%MgO时的34.39%，而后降至15%MgO时的31.04%.相图中1300℃液相区比例由5%MgO时的5.57%上升至14%MgO时的11.02%，而后降至15%MgO时的10.50%.相图中1200℃液相区域比例在MgO为0~6%时为零，由7%MgO时的0.88%上升至11%MgO时的1.22%，在MgO为13%~15%时降为零.模拟结果可对以CaO-SiO2-Al2O3-MgO为基本组元配置炼钢渣系的成分选择提供有效指导

围绕两种新型耐火材料展开，即钢包精炼用高性能低碳镁碳耐火材料以及超低氧钢用耐火材料，初步实验表明，将大尺寸的碳硅化铝（Al4SiC4）引入到镁碳砖（MgO?C）中不仅可以提高其抗氧化能力，又能对含碳耐火材料氧化后的疏松结构进行修复，有望成为新一代钢包精炼用高性能低碳镁碳耐火材料；CaO?MgO?Al2O3（CMA）材料兼具优异的热机械和耐渣侵性能的同时，还可以在服役过程产生低熔点精炼渣相，具备净化钢水的潜力。可以预见，上述功能化新型耐火材料有望为高品质钢的进一步发展提供有力材料支撑