研究了轴承钢中TiN夹杂物的形成热力学,以及钢中Ti和N的控制理论,并在某钢厂进行了GCr15轴承钢的生产实验.结果表明,在凝固过程中钢中Ti或N的含量越高,TiN夹杂物开始析出温度就越高,析出物的尺寸就越大;使用低Ti合金原料能够有效降低钢中的Ti含量;采用低Ti铁水,初炼渣中的TiO2降到1.0%以下,能有效控制钢水中的Ti含量;采用低钛合成渣过程回钛量显著减少,钢中Ti含量由原来的37×10-6下降至30×10-6;优化改进精炼工艺和大包保护浇铸可以降低钢中N含量为33×10-6;降低凝固偏析,能降低TiN夹杂析出

基于炉渣离子-分子共存理论(IMCT)建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系的硫化物容量预报模型,即IMCT-CS2-模型,比较了该渣系1773 K时实测的硫化物容量、IMCT-CS2-模型预报的硫化物容量及其他五种硫化物容量模型的计算结果.结果表明,由IMCT-CS2-模型预报的1773K时CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系的硫化物容量更精确.本文建立的IMCT-CS2-模型不仅可计算该渣系的总硫化物容量,而且可计算该渣系中自由CaO和MgO各自的硫化物容量.1 773 K时CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系中Al2O3质量分数由10%增加到17%,CaO质量分数由38%增加到44%,MgO质量分数由12%降低到4%可使自由CaO对该渣系的总硫化物容量贡献率由97%提高到99%,同时使自由MgO的贡献率由3%降低到1%

本文考察了解释在离子熔体中引入过量阳离子和阴离子的各种不同模型,并提出了一个描述熔体中当成分逐渐从纯金属状态变化到完全电离状态时,热力学性质变化的新模型。该模型以描述混合物位形熵的Temkin表达式为基础,中性物质和假想的带有诱发电荷的空位被引进了阴离子亚晶格中。诱发电荷的大小等于占据着阳离子亚晶格的物质的平均价。当电离趋势弱时,新模型近似于替位模型,如果缔合体的概念是它们含有一个原子的电负性元素的话,那么新模型形式上和缔合溶液模型相同。对于多元体系,新模型比缔合溶液模型含有较少的成分变量和参数。本文的大部分内容曾在1984年8月20～24日在丹麦召开的欧洲熔盐化学会议上宣读

碱金属对高炉内焦炭的破坏大多通过研究碱金属碳酸盐对焦炭气化反应的影响,从而得出钾、钠破坏性相近,在控制碱金属入炉时也基本不对二者进行区分;但高炉调研表明在碱金属富集明显加剧的区域碱金属碳酸盐已分解且焦炭中钾含量均大于钠.本文通过热力学计算得知在碱富集区域碱金属主要以单质蒸气而非碳酸盐或氧化物形式存在,据此设计了模拟此区域有无CO2时钾、钠单质蒸气在焦炭上的自主吸附和破坏实验,结合原子吸收光谱法、X射线衍射法和扫描电镜-能谱分析发现钾蒸气和焦炭中灰分大量结合形成钾霞石后体积膨胀、裂纹扩展导致碱金属富集区域钾在焦炭上的吸附和破坏能力均远大于钠,因此建议尽量采用低灰分焦炭并严格控制入炉钾负荷.进一步研究体系中不同钾蒸气含量对气化反应的影响规律,得出当钾蒸气与焦炭的气固质量比率超过3%后焦炭反应性陡升.依据碱金属富集区域钾、钠在焦炭上的不同吸附和破坏性,建立了钾、钠各自入炉上限及总量上限的量化控制模型

利用真空感应炉冶炼了不同硫含量的中碳非调质钢，研究了S含量对非调质钢中硫化物形态分布及显微组织的影响．结果表明：在0．025％~0．065％范围内，随S质量分数的增加，非调质钢中硫化物的数量增多，偏聚分布现象加重；晶内铁素体比例随之升高，组织得到细化．通过热力学计算及相图信息研究了硫化物的类型转变．S含量增加时第Ⅲ类MnS在凝固末期以离异共晶形式较早析出，剩余液相中的S在凝固结束时以共晶形式析出为第Ⅱ类MnS．单独MnS以及MnS-V（C，N）复合硫化物均可作为晶内铁素体的有效形核核心，促进铁素体的生成．

利用下列组装的固体电解质定氧电池:Mo|Mo,MoO2‖ZrO2(MgO)‖[Nb],NbO2|Mo+ZrO2金属陶瓷,Mo对Fe-Nb熔体中Nb的活度在三个温度下(1823、1853及1873K)进行研究。在净化的氩气气氛下,将固态NbO2细粉撒布在含铌铁液之上,以取得[Nb]与[O]的反应迅速达到平衡。有时不加任何固体料,使熔体中形成的脱氧产物自己上浮,此脱氧产物热力学证明是NbO2。对测定的a0实验数据进行加工处理,求出下列结果:1.脱氧反应的自由能[Nb]+[O]=NbO2(s); △G°=-89710+28.27T2.Nb在铁液中的溶解自由能Nb(s)=[Nb]%; △G=-32090+7.9T; γ$\\mathop 1\\limits^{\\rm{^\\circ }} $873=1.60Nb(l)=[Nb]%; △G°=-38520+10.24T;γ$\\mathop 1\\limits^{\\rm{^\\circ }} $873=0.923.Nb本身的活度相互作用系数${\\rm{e}}_{{\\rm{Nb}}}^{{\\rm{Nb}}} = \\frac{{2274}}{{\\rm{T}}} - 1.44$1873K的${\\rm{e}}_{{\\rm{Nb}}}^{{\\rm{Nb}}} = - 0.22$当（Nb）含量大约低于0.2时，脱氧产物和其他合金元素如Al、Cr、V等相似，形成了复合氧化物如FeO·NbO2。后者的生成自由能估计为：Fe(1)+$\\frac{3}{2}$O2+Nb(s)=FeO·NbO2(s);△G°=-383800+121.95T随着熔体中(Nb)含量的继续下降，对生成其他脱氧产物的可能性，本文也进行了讨论

研究电化学成核和长大可为熔盐电镀找到一些控制镀层质量的方法,对熔盐电镀很重要。电化学成核和长大是通过电化学反应生成新相的过程,其基本关系过去都是从气—液相变和液—固相变的关系导出的。本文利用两个带电的简单相之间的平衡条件——电化学势相等,导出了电化学成核和长大的基本热力学关系和晶核密度(或成核速度)公式。本文还利用溶液中离子的半球形扩散方程,并考虑成核和长大的特点,导出了恒电势下半球形晶核形成和长大的暂态极化公式。推导过程比过去更加直接明瞭,所得的一些关系比经典理论更加普遍,因而更易于理解

采用扫描电镜/能谱仪表征了管线钢中夹杂物的形貌、尺寸、成分及数量,考察了不同Ti/Mg比的钢中夹杂物特征、硫含量及脱氧产物数量对MnS析出行为的影响,并进行了热力学计算.结果表明：Ti-Mg脱氧钢中夹杂物以MgO-Al2O3-Ti2O3、MgO-Ti2O3或MgO为核心,表面包裹或局部析出MnS,粒径小于1.3μm,数量为300~450 mm-2,形貌为圆形、多边形和方形;夹杂物中Ti/Mg原子数比为0.05~0.2时,夹杂物细小且近圆形;随硫含量减少,凝固过程中MnS析出倾向减小,MnS在夹杂物表面由包裹析出向局部析出转变,提高氧化物夹杂数量,有利于细小MnS的包裹或局部异质形核;Ti-Mg复合脱氧产物细小、弥散,可作为MnS异质形核核心,可同时降低MnS及氧化物的危害

通过Al-Ca复合合金钢水脱氧的平衡热力学计算，确定了钢液的氧的质量分数在3×10-6~1×10-4条件下，1600℃时的Al-Ca复合合金脱氧产物的稳定区域图.以此为基础，假定钙的收得率为100%，预测了钢液在Al-Ca复合合金Ca/Al质量比为5，加入量为M kg；Al-Ca复合合金Ca/Al质量比为0.2，加入量为M kg；Al-Ca复合合金Ca/Al质量比为0.2，加入量为0.2M kg三种不同脱氧制度下夹杂物的演变历程.结果表明，在Ca/Al=5，复合合金加入量使初始钢液中的[Ca]为0.01%，[Al]为0.002%时，夹杂物在钢液精炼过程中的演变历程为：12CaO·7Al2O3（l）/CaO·Al2O3（l）→CaO （s）→12CaO·7Al2O3（l）/CaO·Al2O3（l）→CaO （s）→12CaO·7Al2O3（l）/CaO·Al2O3（l），并确定了固态和液态脱氧产物在脱氧过程中交替形成为最理想的Al-Ca复合合金脱氧制度，可为钢铁企业脱氧剂的选择和应用提供参考和借鉴

铝脱氧齿轮钢中易生成大量的高熔点Al2O3类夹杂物，容易导致水口结瘤及钢材性能恶化，目前较常采用钙处理将钢中高熔点的Al2O3类夹杂物改性为低熔点的钙铝酸盐类夹杂物。合理的钙处理可以减轻水口结瘤并提高连铸过程钢液的可浇性，工业试验研究了喂钙前钢液中T.Ca含量、喂钙速度、喂钙量、净空高度及渣厚等参数对齿轮钢中钙收得率的影响，并在1.5 m·s?1的喂钙速度条件下研究了不同喂钙量对钙处理过程中齿轮钢中非金属夹杂物改性的影响。研究结果表明，当喂钙前钢液中T.Ca的质量分数小于10×10?6，喂钙速度为1.5 m·s?1，适当降低喂钙量和净空高度和渣厚，钢液中钙收得率均高于20%。当钢液中T.Ca的质量分数高于17×10?6时，钢中生成大量高熔点CaS型夹杂物，三元相图中夹杂物的平均质量分数远离液相区。随着齿轮钢中T.Ca含量的增加，夹杂物的平均尺寸和数密度逐渐增加。热力学计算结果与工业试验钙处理对钢中非金属夹杂物改性效果具有较好的一致性