以首钢生产的某X70管线钢成分为基础,利用Thermo-Calc软件计算了不同温度下钢中析出相的组成、相的析出温度及Nb元素的析出规律,研究了钢中Nb和C含量对Nb析出规律的影响,利用热模拟和扫描电镜等手段分析了钢中Nb合金相的析出温度.结果表明,平衡态下该X70管线钢中的析出相主要为Ti、Nb的碳氮化物、合金渗碳体、Ti4C2S2、MnS、AlN、M7C3和Mo碳化物.Nb析出相主要以Nb和C元素为主,其中固溶Ti和N元素.随Nb和C含量的增加,Nb合金相的析出温度升高,在同一温度下Nb的析出量增加

利用极化曲线、线性极化和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235钢在20~70℃、含水20%的大港土中的腐蚀行为.实验表明:Q235钢的腐蚀电流密度随温度升高而增大,线性极化电阻Rp及电荷转移电阻Rt随温度升高而减小;在阳极极化100~200 mV区间,Q235钢的电极过程受到了一定阻滞,E~lgI曲线在该极化区间内的斜率随温度升高而呈指数衰减;利用腐蚀电流密度和线性极化电阻所计算的Stern公式中的B值要大于活性区均匀腐蚀所对应的B值,在实验温度范围内,其数值基本维持在44.2 mV左右;线性极化电阻Rp是整个电极反应过程的综合体现,在含水20%的大港土中,由于受扩散过程控制,Rp的数值要比电荷转移电阻Rt大得多

保持微熔池稳定是采用玻璃包覆熔融纺丝法连续稳定制备微丝的前提.采用理论计算分析了感应加热器结构参数、加热电流、微熔池的体积、微熔池在感应加热器中的位置等因素对铁基合金微熔池温度和所受悬浮力的影响,获得了保持微熔池稳定的合理工艺参数.在合适的拉丝温度(1280℃左右)下,增大感应加热器锥角和下锥孔高度,减小感应加热器高度、下锥孔半径以及微熔池中心与下锥孔上端面之间的距离,均有利于提高铁基合金微熔池所受悬浮力;减小电流的同时减小微熔池的体积(质量),有利于减小重力与悬浮力差值.在本文研究条件下,整体感应加热器的合理结构尺寸为:感应加热器锥角120~130°,感应加热器高度12~14mm,下锥孔高度2~4mm,下锥孔半径3~4mm.微熔池中心与感应加热器下锥孔上端面之间的合理距离为4~6mm,合适的微熔池质量为1.5~2.0g.采用结构优化的整体感应加热器,并通过连续进料使微熔池的体积(质量)保持基本不变,实现了玻璃包覆铁基合金微丝的连续稳定制备

建立了环缝式电磁搅拌法制备半固态金属浆料系统电磁场的计算模型,采用商用ANSYS软件对制浆系统内电磁场分布进行了数值模拟,分析了电流、频率、坩埚材质、冷却器材质和环缝宽度对磁感应强度的影响规律,并进行了相应的实验验证.研究结果表明:电磁场模拟结果与实验结果具有较好地一致性,验证了计算模型与软件算法的可行性;系统电磁力主要分布于环缝内,提高了对合金熔体的搅拌强度;在相同的环缝宽度下,磁感应强度随频率的增大而依次减小,随电流的增大而依次增大;同时选用不锈钢坩埚与石墨冷却器可以使环缝内铝合金熔体的磁感应强度获得最大;相同电流和频率条件下,磁感应强度随着环缝宽度减小而逐渐增大;相同搅拌功率条件下,环缝式电磁搅拌法可以获得更加细小均匀的半固态组织,平均晶粒尺寸较普通电磁搅拌法减小31%

建立规则溶液亚点阵模型计算了不同温度(1073~1523 K)下低碳Nb-Ti二元微合金钢(Nb质量分数为0.023%,Ti质量分数为0.012%)中碳氮化物析出相的平衡摩尔分数、化学驱动力和各组元摩尔分数,对微合金钢中析出粒子演变规律进行研究,并利用透射电镜观察及能谱分析验证这种析出模式.计算结果表明,1523 K下析出粒子化学式组成为(Nb0.15Ti0.85)(C0.16N0.84),由富Ti的析出物逐渐过渡至Nb-Ti均匀析出,析出粒子演变顺序为(Nb0.15Ti0.85)(C0.16N0.84)、(NbxTi1-x)(CyN1-y)和(Nb0.5Ti0.5)(C0.56N0.44),与实验结果符合较好.随着温度降低,Ti/Nb质量比逐渐减小,得到的TiC比NbC更难溶.对均匀形核及位错处形核的临界核心尺寸和相对形核速率进行计算,得到最大形核率即可获得最细小第二相尺寸的温度

含铝TRIP钢钢液中Al易与结晶器保护渣中的SiO2发生氧化-还原反应,使其保护渣中Al2O3的质量分数由3%快速增加到30%左右,w(Al2O3)/w(SiO2)由0.10增加到1.44,导致黏度发生大的波动.研究了Al2O3含量和w(Al2O3)/w(SiO2)对含铝TRIP钢保护渣黏度的影响,建立了高Al2O3含量保护渣系黏度的计算模型.结果表明:随着Al2O3质量分数由3%增加到17%,综合碱度R<1的保护渣黏度先增大再减小,而R≥1的保护渣黏度变化较小;随着Al2O3质量分数由17%增加到30%,保护渣的黏度快速增大;随着w(Al2O3)/w(SiO2)的增大,Al-TRIP钢保护渣的黏度呈现先快速减小而后迅速增大的趋势

以氧气和氮气的混合气体为研究对象,运用蒙特卡罗直接模拟方法模拟了顺抗磁性混合气体在高梯度磁场中的流动情况,并把模拟计算结果与已有的实验结果之间进行了对比分析．模拟结果表明:磁场强度与梯度乘积由100T2·m-1增加到1000 T2·m-1时,氧体积分数增量由0．12%增加到1．89%;混合气体温度由283 K升高到333 K时,氧体积分数增量由0．4%减小到0．1%;混合气体中氧气的初始体积分数由20%增加到30%时,氧体积分数增量由0．12%增加到0．59%;压力的变化对氧体积分数的变化几乎没有影响．

利用热分析法研究了大贵白云石、荣富镁石、东燃镁石、里领石灰石和方解石五种天然矿物添加剂对无烟煤燃烧过程的影响.考察了着火温度、最大燃烧速率、挥发分释放特性指数和燃尽特征指数等燃烧特征参数,求出了反应动力学参数活化能Ea和指前因子A.实验结果表明:大贵白云石、荣富镁石和东燃镁石能够显著促进煤粉的燃烧过程,降低着火温度,增大煤粉的挥发分释放特征指数D和煤粉的燃尽特性指数Cb,使最大燃烧速率前移至挥发分着火燃烧阶段;里领石灰石和方解石则相反.同时,动力学计算表明:大贵白云石、荣富镁石和东燃镁石使煤粉的活化能分别降低10.4%、14.5%和10.7%,对煤粉燃烧有助燃作用;里领石灰石和方解石使煤粉的活化能分别提高2.0%和4.3%,对煤粉燃烧没有助燃作用

利用热力学软件计算了齿轮钢氧含量与夹杂物成分控制、夹杂物转变条件.结果表明,20CrMoH钢中具有较高塑性的非金属夹杂物成分(质量分数)为:SiO2 0%~10%、Al2O3 22%~55%、CaO 42%~60%、MgO 5%~10%,与之平衡的钢液中铝的质量分数大于0.020%,钙的质量分数大于0.7×10-6,a[O]为0.0005%左右;选择组成为CaO>40%、Al2O3 ≤ 37%、MgO 10%、(% CaO+% MgO)/% SiO2为10、SiO2含量尽量低的渣系,钢中Al2O3、MgO·Al2O3夹杂物可转变为低熔点的钙铝酸盐.试验发现LF和RH精炼结束时钢液T[O]含量均随炉渣碱度增加而降低,采用高Al2O3含量的炉渣对降低T[O]含量有利;精炼过程钢液中夹杂物按\Al2O3系夹杂物→MgO-Al2O3系夹杂物→CaO-MgO-Al2O3系夹杂物\顺序发生转变,其中MgO-Al2O3系夹杂物向CaO-MgO-Al2O3系夹杂物的转变是由外向内逐步进行的,转变速度相对较慢;降低T[O]含量有利于生成较低熔点的CaO-MgO-Al2O3系夹杂物

基于高温合金617B的组织演变模型，采用DEFORM-2D有限元软件构建了617B合金管材的热挤压模拟计算过程，对高温合金617B的热挤压特征进行了分析，并实现了管坯温度、晶粒尺寸等的定量预测.在结合生产实际的基础上，提出了包括温度准则、载荷准则、组织精确控制准则等在内的组织可控的可挤出性准则，对准则的控制原理和实施过程进行了阐述，并采用该类准则对617B合金的热挤压工艺参数范围进行优化，顺利得到了轴向形状尺寸均匀，表面质量较好的高温合金617B管材.该方法的提出和验证，为镍基高温合金无缝管材的生产提供了工艺优化的理论依据和研究方法