本文介绍了热膨胀示差法测量金属与陶瓷的封接应力的装置,参考陶瓷电子管的制管工艺要求,用这种设备测定了两种Fe-Ni-Co膨胀合金<牌号4J29、4J33>、无氧铜等与95%Al2O3陶瓷制成的封接件,在室温800℃之间瓷件应变量随温度的变化曲线,实验表明,对具有“因瓦反常”效应的4J29、4J33合金,室温封接应力不是决定于在焊接温度时两种材料的膨胀差,而是决定于在合金居里温度<约400℃>的膨胀差值,在此温度,合金的平均线膨胀系数越低于陶瓷,室温封接应力越低,这一结果和用电阻应变仪法测量的相一致,封接过程中的应力松弛作用表明了产生这种现象的原因。实验还表明,在高温下的焊料变形和无氧铜的塑性变形均对封接应力有显著影响

本文论证了Stelco第6号和第7号焦炉燃烧室物理模型是能够定性地决定火焰的位置及高度的,模型表明燃烧室中控制燃烧的流动条件受到空气流动状态的强烈影响,尤其是和连接蓄热室和空气喷口的倾斜上升道有关。在6号焦炉燃烧室中空气流量分二部分供入,此时煤气流被从下空气喷口出流的倾斜空气射流吸至燃烧室的一侧,在7号炉燃烧室中,所有空气是从一个庭部喷口进入燃烧室的,由于倾斜空气流引起燃烧室中再循环气流,它控制着化学当量混合火焰的高度,同样可以看到,从煤气喷口底部通过一个小圆孔进入的煤气实际上是一个限制射流;它造成在喷口中的再循环促进了煤气高温裂解的可能性。应用模型来决定\火焰\的高度及位置,和从正在加热的燃烧室拍摄的照片大致相符,但正如所预期的那样,实际火焰约比根据模型化学当量混合浓度预测的火焰要高1.35至1.5倍,通过模型预测的火焰高度和测得的焦碳VTD结果相符较好,尤其对6号焦炉是如此。还应用模型研究了6号和7号焦炉燃烧室改变操作后的效果,其中包括在6号焦炉中采用改变气流的装置如转向砖,煤气喷口延伸管以及空气喷口角部盖板以及减少7号燃烧室的过剩O2等,模型试验表明只有采用延伸管能有效地使火焰在6号焦炉燃烧室下半部分布更均匀,而对7号炉来说采用5%过剩O2将获得同样的效果。模型试验的潜力和局限性需要继续研究,因为它们为燃烧室设计操作和燃烧以及它对VTD的影建立了重要的联系,可以认为这不仅是对上述个别燃烧室设计及操作条件的叙述,它还将对燃烧室系统的工作提供一般性的见解

为了研究铸钢冷却壁的高温工作性能,通过热态实验测试了铸钢冷却壁温度场分布,并首次在铸钢冷却壁上安装了应变片,对其冷面的应变分布进行了研究.在炉温1100℃无渣皮条件下,铸钢冷却壁热面最高温度在600℃左右,低于铸钢相变温度;冷面中心线部位应变在-5×10-4左右,四周平均应变在-3×10-4左右.对冷却水管进行了热阻分析,证实了冷却水管与基体之间融合充分,不存在气隙.验证了铸钢特殊的屈服现象,其在热冲击后应变分布得到明显改善

结合等温压缩实验获得的IN690合金本构关系,建立了该合金管热挤压过程的有限元模型,该模型考虑了坯料与模具的热传导、对流换热及摩擦功与塑性功的热转换.模拟结果表明:坯料在变形区附近温度开始升高,进入变形区内急剧升高,且在模孔出口靠近芯棒处温度达到最高,芯棒附近的温度大于挤压筒附近的温度;填充挤压阶段结束时出现最大温升.分析得到了工艺参数对出口温度的影响规律:挤压速度越大,出口温度越高,速度过慢将会使出口温度下降严重;坯料预热温度越高,出口温升越小;当摩擦因数小于0.04时,摩擦因数对出口温度影响很小,但摩擦因数大于0.1时出口温度明显升高

采用Gleeble-1500热模拟试验机,研究了某油井管生产工艺中张力减径过程变形量以及C和N含量对中碳V-Ti-N微合金非调质钢室温组织的影响.结果表明:HCLN钢在800℃变形量为20%、40%和60%时,对应的室温组织中铁素体的体积分数依次为17.2%、19.7%和29.9%.N质量分数为2.3×10-4时,800℃变形60%后控冷钢中铁素体的体积分数为含低N(1.1×10-4)钢的1.7倍左右,使含C 0.34%的钢中铁素体含量接近于含C 0.26%的钢,并使铁素体平均晶粒尺寸降低到3μm左右.变形量和钢中N含量二者增大均有利于增加钢中铁素体的数量,且二者综合运用的效果更有效.通过分析可知,800℃变形量的增大,可以提高未再结晶奥氏体晶粒内的缺陷密度,有利于过冷奥氏体连续冷却转变时为晶内铁素体形核提供更多的形核位置.N含量的增大,能够促进第二相析出物的析出,诱导晶内铁素体的析出,提高铁素体含量,并细化其晶粒尺寸

用包括奥氏体γ相和两个碳氮化物相三相溶解度间隙平衡处理的方法计算了V-Ti-N微合金非调质油井管钢中的碳氮化物析出.计算结果表明,此钢奥氏体中的析出模式为1473℃时TiN即开始析出;其后部分TiN逐渐转变为复合(TixV1-x)(CyN1-y)颗粒,而其他的TiN直到低温仍保持其化学性质;最后富V-C的V (CxN1-x)在846℃开始析出.实验数据验证了这种析出模式.计算结果支持了中碳含钒微合金钢中800℃以下奥氏体中的析出对其后的奥氏体分解相变具有明显的调控作用的观点

运用金相、电子显微镜观察及表面分析技术,研究了超纯奥氏体不锈钢00Cr25Ni22Mo2N制造的汽提管在尿素生产环境下的腐蚀形态和机理。结果表明:该钢种在生产条件下产生非敏化态晶间腐蚀。其特征是腐蚀介质不仅沿晶界向钢的内部渗入,而且同时向晶界的两侧扩展,因而在管断面上观察到的晶间腐蚀路径较宽,但深度较浅并呈现漏斗形貌。电子显微镜观察、二次离子质谱、俄歇能谱分析及计算表明,这种材料晶界不贫铬、无第二相沉淀,但有磷（硅）的高度偏聚。晶界区磷的含量（约25%）比晶内高约三个数量级。作者认为,磷的晶界偏聚造成的与晶内在腐蚀电解质溶液中的电位差,是这种超纯奥氏体不锈钢非敏化态晶间腐蚀的原因

针对卷取温度为500℃的12 mm厚X70管线钢热轧带钢,利用MARC有限元软件建立层流冷却过程中的热-力-相变耦合的数学模型,计算两种下上冷却水比时层流冷却过程中温度场、应力、应变、相变体积分数和翘曲度随时间的变化.结果表明:1.25水比的冷却过程中,厚度方向上各面的冷却速度不一致,导致水冷前期带钢上下表面应变不同,带钢会产生向上的翘曲,冷却过程中边部最大的翘曲量达到21.84 mm;水冷后期带钢板形会逐渐恢复平直,但由于水冷过程中发生塑性变形,终冷时厚度方向上贝氏体含量的差异,卷取时带钢边部依然有-9 mm的翘曲量.上下表面的不均匀冷却是引起翘曲的根本原因.在保证X70管线钢性能条件下,采用1.58的下上水比工艺,卷取时边部翘曲量仅为-0.58 mm,合适的下上水比能大幅度减小层流冷却过程中带钢的横向翘曲

对鞍钢采用氧气顶吹转炉(BOF)冶炼、非调质工艺开发的N80级油井管用钢进行了系统的工艺设计、实验室研究、工业实验及工业生产研究.提出了V、N微合金化取代常规淬火和回火工艺,设计了非调质N80的化学成分,确定了符合鞍钢氧气转炉大规模生产非调质N80的冶炼工艺以及各工序的工艺控制要点,特别是确定了实际工况下氧气转炉终点碳、氧、温度的回归公式以及VD底吹增氮动力学模型等关键工艺要点.连续生产的实测数据分析结果表明:非调质N80冶炼工艺稳定可行,化学成分、冶炼工艺设计合理,力学性能和使用性能均满足API Spec 5CT及油井管生产的特殊要求

研究了刚玉棒、钨合金棒、外涂ZrO2金属钼棒和Mo-Al2O3-ZrO2金属陶瓷管在钢液中的熔蚀和抗超声波振动的情况.结果表明:刚玉棒可以承受高温钢液的熔蚀,但在超声振动作用下产生断裂;钨合金棒可以承受强烈的超声振动,但在处理钢液时较短时间内发生了端部熔融;外涂氧化锆的金属钼棒在短时间内(1~2min)可以承受高温钢液的熔蚀,但不能承受强烈的超声振动;金属陶瓷管既可以承受较强的超声振动(250W),又能够抵抗高温钢液的熔蚀,可以作为超声波处理钢液的工具头