借助FactSage热力学软件分别对1873、1823和1773 K三个不同温度下60Si2MnA弹簧钢液与MnO-SiO2-Al2O3系、CaO-Al2O3-SiO2系和CaO-Al2O3-SiO2-15%MgO系夹杂物间的平衡进行了计算.通过上述计算分析,确定了三个不同温度下分别形成上述低熔点夹杂物时所对应的钢液成分.经过对比还发现:低温更有利于钢液在低溶解氧含量条件下实现上述不同类型夹杂物的低熔点化控制.钢液中生成低熔点SiO2-Al2O3-CaO-15%MgO系夹杂物要比生成低熔点SiO2-Al2O3-CaO系夹杂物所需的钢液Al含量高很多,这在实际生产中更容易控制

采用Thermo-Calc热力学软件,对转K2弹簧钢在400~1600℃存在的平衡析出相及Nb、V在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,探讨了各合金元素含量对析出相析出规律的影响,并利用碳萃取复型与透射电镜(TEM)分析了Nb含量对析出相的影响.结果表明:转K2弹簧钢中平衡析出相主要为MX、M7C3、M3C2和AlN;Nb能显著提高MX相的稳定性.TEM分析表明,析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米以上,形态多呈近似球形或圆片状;随Nb含量增加,从低温铁素体中析出的细小颗粒所占比例显著增大,未溶解碳氮化物比例也有所增大,总体而言析出相平均颗粒尺寸得到细化;大颗粒析出相为富Nb的碳化物,而小颗粒为富V的碳化物,这与热力学计算结果相一致

研究了H13钢在电渣锭退火、锻后退火和淬回火三种状态下的析出物特征.利用碳膜萃取复型，通过透射电镜、电子衍射和能谱分析发现方形、圆形及尺寸在200 nm以下的不规则碳化析出物，并确定它们分别为V8C7、Cr23C6和Cr3C2（Cr2VC2）.研究了这些析出物的演变规律，并对其在液相区、固-液两相区和固相区的析出规律进行了热力学计算.根据热力学计算及电子衍射标定结果发现，Cr23C6和V8C7在液相区及固-液两相区均不能析出，当冷却到固相区时它们才开始析出

为了弄清钢中总氧(T.O)和非金属夹杂物的量、尺寸之间的关系,本文选取四类钢种正常生产的铸坯,采用能进行大面积试样检测的ASPEX自动扫描电镜系统研究了钢中的T.O、夹杂物及两者之间的定量关系,并采用Thermo-calc热力学软件进行了计算和验证.结果表明:夹杂物的主要组成与钢的生产工艺有很大关系.随着夹杂物尺寸的增加,单位检测面积上该尺寸范围的夹杂物数量显著减少.与T.O<0.002%的钢种相比,T.O为0.01%的钢中夹杂物的数量、面积均明显增加.当T.O<0.002%时,T.O与夹杂物的面积表现出较好的对应关系.相比于夹杂物的数量来说,T.O更准确的表征夹杂物的面积.大型夹杂物的出现具有偶然性.实验结果与热力学计算结果、钢中氧硫含量吻合很好

根据热力学原理,计算并分析了含锌冶金粉尘中的重要成分ZnFe2O4在CO-CO2气体还原过程中的热力学行为.ZnFe2O4的气体还原遵循逐级还原规律,且ZnFe2O4很容易被CO还原到ZnO和Fe3O4.较高温度条件下,Zn O的气体还原易于Fe O的还原.随着反应温度升高,锌完全反应和挥发所需要的CO含量不断降低,当反应温度从1100 K升高到1400 K时所需的CO体积分数由0.4降低到0.01以下.要达到还原分离金属锌的目的,不必将铁氧化物还原到金属铁,而只需将铁氧化物还原到Fe3O4或FeO,同时满足锌的还原条件即可.在高炉炉身中上部,由于发生锌的还原反应和内部循环,给高炉生产带来危害,因此应减少和控制高炉的锌负荷

利用热力学平衡相计算方法及相应的高温合金数据库对René95,René88DT和an741нп三种合金在平衡相析出温度范围和析出量以及之间的关联性进行了系统的热力学计算对比分析.结果表明:三种粉末高温合金的平衡相种类基本相同,主要平衡相为γ,γ'和碳化物M23C6,MC,M6C.René95合金中的碳化物含量要高于其他两种合金.зп741нп有着较高的γ'相析出温度和较大的析出量.随温度降低,Co和Nb从γ'相中析出,在其周围富集,其中зп741нп合金中尤为明显.合金元素的偏聚度也和合金的初熔点与终熔点之差的大小有关,其熔解区间越大即初熔点和终熔点之差越大,合金元素的偏聚度越大

基于热力学计算结果,通过配碳还原-熔分工艺,从不锈钢粉尘中选择性分步提取了Cr、Ni和Zn重金属元素.配碳还原实验结果表明,不锈钢粉尘的最佳配碳量为20%,粉尘中Fe、Ni和Zn的最低还原温度为1050℃,Cr的最低还原温度是1 400℃,与热力学计算结果一致,通过控制温度实现了对粉尘中金属的选择性分步还原.直接还原熔分实验说明,Fe-Cr合金最佳熔分温度为1550℃,粉尘中金属以Fe-Ni-Cr合金形式被提取出来,渣金分离状况良好,反应时间5min时金属提取率已达到75%左右,15 min时Fe和Cr收得率达到85%以上,Ni超过90%.通过控制配碳量、还原时间与反应温度,在不改变现有工艺的条件下,不锈钢粉尘直接返回炼钢主流程回收其重金属完全可行

烧结矿是我国高炉炼铁的主要原料,烧结矿质量将直接影响高炉冶炼及炼铁工序的经济技术指标.因此,基于铁矿粉的高温特性进行优化配矿从而改善烧结矿的产质量对于炼铁工序节能增效具有十分重要的现实意义.铁矿粉的液相流动性是非常重要的烧结高温特性指标,适宜的液相流动性可以使烧结矿获得较高的固结强度.本文模拟实际烧结黏附粉层中铁矿粉颗粒与钙质熔剂质点的接触状态,采用FastSage热力学计算和微型烧结可视化试验方法研究了固定CaO配比条件下铁矿粉的液相流动性及其主要的热力学液相生成特征影响因素.研究结果表明,采用固定CaO配比与固定碱度的熔剂配加方式下,铁矿粉的液相流动性规律明显不同.铁矿粉的液相生成量是影响其液相流动性的最主要液相生成特征因素,液相生成量越多则铁矿粉的液相流动性指数越大.铁矿粉液相流动性的配合性机制是基于其液相生成量的线性叠加原则.脉石矿物含量将在一定程度上影响铁矿粉的液相流动性,随着SiO2含量的升高铁矿粉的液相生成量减少,从而导致液相流动性指数显著降低;而Al2O3含量增加,液相流动性指数略有升高

针对磷酸盐分解钼酸钙的过程,根据同时平衡原理和质量守恒定律,绘制了25℃时Ca-Mo-P-H2O体系溶解组分的lgC-pH图,以及不同总磷浓度条件下溶液中总钙、总钼的lgC-pH图和钼酸钙稳定区.结果表明,在溶液中总磷浓度一定的条件下,随着pH的增大体系中会依次出现H2MoO4(s)、CaMoO4(s)、Ca5(OH)(PO4)3(s)和Ca(OH)2(s)稳定存在的区域.总磷浓度直接影响到钼酸钙的分解过程,随着总磷浓度的增加,钼酸钙的稳定区域不断减小甚至消失,使得钼酸钙更加易于分解,因此溶液中总钼浓度不断增大,而总钙浓度不断降低;但总磷浓度过高会导致溶液中残留游离含磷离子过高.从热力学角度来看,在钼酸钙分解过程中,添加磷酸盐比碳酸盐更加有利于钼酸钙的分解

热力学第二定律指出,自然界的一切实际过程都是不可逆的。从能量上来说,一 个不可逆过程虽然不“消灭”能量,但总要或多或少地使一部分能量变成不能再 做有用功了。这种现象叫做能量的退降或能量的耗散。从微观上说,过程的不可 逆性表现为:在孤立系中的各种自发过程总是要使系统的分子(或其它的单元) 的运动从某种有序的状态向无序的状态转化最后达到最无序的平衡态而保持稳 定。这就是说,在孤立系中,由于不可逆过程的进行,这种有序将被破坏,任何 的差别将逐渐消失,有序状态将转变为最无序的状态(平衡态);而热力学第二 定律又保证了这最无序的状态的稳定性,它再也不能转变为有序的状态了