开展了采用紧耦合气雾化方法制备Al基合金粉末的实验和理论研究.利用X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电镜和透射电镜分析了粉末的表面形貌、显微组织和结构特征,根据气雾化过程中熔滴的破碎模式和冷却行为确定了Al基合金的非晶化临界冷却速率及相应粉末粒径.结果表明:气雾化粉末中存在部分非晶粉末,非晶粉末的粒径小于26μm;Al基合金的非晶化临界冷却速率大致为106K·s-1;雾化中熔体的破碎和冷却是两个相互耦合(矛盾)的过程,快速冷却(大于104K·s-1)极大地阻碍熔体的充分雾化,同时熔滴的破碎模式对其冷却行为具有显著的影响.目前紧耦合气雾化技术还只能制得非晶/晶态混合的Al基合金粉末

通过理论分析Ti2O3、TiN在430铁素体不锈钢中的形成规律,提出了凝固前沿形成Ti2O3+TiN复合核心所需的Ti、Al、O和N含量.根据该成分要求,在真空感应炉中进行实验得到铸锭,制备金相试样在扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)上观察析出物的特征.通过SEM发现,析出物细小弥散分布,尺寸约为2μm.从形貌上看,它由两层组成,氮化钛围绕氧化钛析出.通过析出物的TEM衍射花样进一步确认,析出物的中心层为Ti2O3,外层为TiN.合理控制钢液成分,即使在较低钛含量时也可以形成Ti2O3+TiN的复合核心

提出将扰流冷却技术应用于半固态合金制备中,在自制的倾斜冷却装置内安放扰流柱,制备半固态AlSi9Mg合金水淬试样,用定量分析技术分析试样组织,研究扰流柱形状、排列方式和排列间距对半固态AlSi9Mg合金组织的影响.结果表明:扰流柱为水滴形时,制备的半固态AlSi9Mg合金中初生α-Al相较多,组织均匀,边缘轮廓清晰,初生α-Al相为球形或近球形,水淬组织特征为初生固相率53.54%,晶粒尺寸5.59μm,形状因子0.61.扰流柱的排列方式和排列间距对半固态Al-Si9Mg合金组织有较大的影响,叉排优于顺排,理想的排列间距为行间距S=15 mm,列间距L=40 mm

洁净度对船板钢的性能具有重要作用.通过对BOF-LF-RH-CC流程生产DH36船板钢各工艺环节系统取样,采用多种分析方法分析夹杂物的形貌、尺寸、数量及组成,系统研究了D36生产过程中洁净度的衍变规律.研究表明,采用合理的优化工艺,BOF-LF-RH-CC生产的DH36钢水高洁净度较高,铸坯平均全氧为17.0×10-6,N为29.0×10-6,显微夹杂物6.8 mm-2,主要为尺寸<5μm的球形氧化物和硫化物复合夹杂,满足高级别船板钢的要求

利用自行研制的超音速雾化技术制备了316L不锈钢粉末,采用激光粒度仪、扫描电镜、金相显微镜和X射线衍射仪进行了表征.结果表明,316L不锈钢粉末的平均粒度约为24μm,粒度分布的几何标准偏差δ为1.75;粉末内部存在三种典型凝固组织,即具有发达二次枝晶的枝晶组织、胞晶组织以及枝状晶与胞状晶的混合组织;大粒径气雾化316L不锈钢粉末为单一的γ奥氏体相,小粒径粉末由γ奥氏体相+少量δ铁素体相共同组成;熔滴的冷速随着粒径的减小而提高,平均冷却速率为104~107K·s-1

通过金相显微镜、图像分析仪、扫描电镜和透射电镜等手段,研究了未用和采用钙处理无取向硅钢片中微细夹杂物的数量、尺寸分布以及夹杂物的类型.发现对无取向硅钢片铁损影响较大的是0.1~0.4μm的微细夹杂物,夹杂物类型对铁损影响较小

在类合金(NH4Cl-H2O溶液)定向凝固晶体生长实验装置上,利用?30μm煤粉作示踪粒子,再现糊状区内微通道流以及通道出口处的流体流动,并测算了各处流体的瞬时速率.分析认为:凝固初期,糊状区内固相体积分数较大,内部流体流动受阻;随着固相体积分数减少,糊状区孔隙率增大,流体充分发展;当平均固相体积分数降至0.42,接近最小值0.38时,当量雷诺数达到临界值(247),糊状区内形成微通道;随着通道宽度逐渐扩大,液相区内热流体进入微通道.微通道内稀冷液体向上流,浓热液体向下流,促使通道内溶液再结晶

利用热模拟压缩变形实验研究了含铌钢和相应成分的低碳钢过冷奥氏体形变强化相变的组织演变规律,探讨了铌在析出状态时对形变强化相变的影响,进行了转变动力学曲线的分析.结果表明:形变强化相变之前有Nb(CN)析出可以显著促进铁素体形核.含铌钢的过冷奥氏体在A3~Ar3之间变形,可以得到平均晶粒尺寸为1.9μm的形变强化相变铁素体.其转变动力学与低碳钢相类似,以形变强化相变为主;在铁素体转变基本完成时,含铌钢的铁素体晶粒较细小

高级别船板钢由于具有较高的强度和低温冲击韧性,要求冶炼的钢水有较高的纯净度,同时控制夹杂物的形态.本文采用优化的工艺对国内某厂的高级船板钢的纯净度和夹杂物的行为进行了试验研究.试验结果表明,该工艺生产的钢水具有较高的纯净度,充分钙处理的铸坯上主要是小于10μm的CaO-CaS-Al2O3成分的球形夹杂物.采用合理的工艺措施,BOF-LF/VD-CC流程可以生产出低氧、低硫、高纯净度的钢水,满足高级船板钢的要求

以MoO3、Si粉和Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3-Mo3Si/Mo5Si3纳米复合粉体.利用X射线衍射(XRD)、激光粒度分析仪(LPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和差热-热重分析(DTA-TG)等对复合粉体和球磨过程中粉体的固态反应过程进行表征.结果显示,MoO3-Si-Al混合粉体球磨5h后转变为Al2O3-Mo3Si/Mo5Si3复合粉体,反应为机械诱导的自蔓延反应.球磨20h后,Mo3Si、Mo5Si3和Al2O3的晶粒尺寸分别为27.5、23.3和31.8nm,产物具有纳米晶结构,粉体平均粒度为3.988μm,颗粒呈球形,分布均匀.DTA分析表明,复合粉体在机械化学反应过程中首先发生MoO3和Al之间的铝热反应,之后将发生一系列Mo和Si之间的反应,生成Mo5Si3和Mo3Si