采用Thermo-Calc热力学计算软件,对R5系泊链钢在400~1600℃存在的平衡析出相进行了热力学计算,并讨论了合金元素对平衡析出相的影响.结果表明,R5系泊链钢中平衡析出相主要为M23C6、M6C、MX和AlN,其中M为Cr、Fe、Mn、Mo、Nb、Ni和V等,X为C、N和空位Va等.在此基础上讨论了合金元素C、Cr、Mo和Nb对M23C6相、M6C相及MX相的平衡摩尔含量和平衡析出温度的影响,优化了新型R5系泊链钢的合金体系及热处理工艺,提出新型R5系泊链钢的最佳热处理工艺为920±30℃淬火和600±30℃回火,其中金属元素Mo的质量分数以0.45%为佳

提出了钛白表面苯乙烯固相接枝改性新工艺,并对工艺的各主要影响因素进行了较为详细的研究,得出了最佳的丁艺条件.在此基础上,分析研究了力化学法钛白表面苯乙烯固相接枝改性机理,认为钛白苯乙烯改性的作用机理是负离子聚合反应和自由基聚合反应;钛白和改性剂的性能是该工艺能够实施的内因和热力学因素,搅拌磨中的机械力化学作用、引发剂的化学作用、外加热和自生热以及由此产生的体系温度变化是该工艺能够实施的外因和重要动力学因素,由外因和内因的共同作用使这一工艺得以顺利高效进行

采用扫描电镜、室温和高温压缩实验等方法研究了Ni/Ti值对Ni42+xTi50-xAl4Hf4(x=0~7)合金的微观组织和力学性能的影响.Ni42+xTi50-xAl4Hf4合金由NiTi基体和Ti2Ni相组成,随着Ni/Ti原子数比值的增加,Ti2Ni相的尺寸和数量急剧减少,析出强化效果减弱.室温时,随着Ni/Ti值的增加,NiTiAlHf合金的压缩屈服强度和显微硬度逐渐降低,塑性提高.高温下,当Ni/Ti<1时,Ti2Ni相的析出强化起主要作用,合金的屈服强度随Ni/Ti值增加而降低;当Ni/Ti>1时,Hf固溶强化作用的影响提高,并且Ti2Ni相趋于均匀弥散分布,使合金的屈服强度随Ni/Ti值增加而升高.在化学计量比(Ni/Ti=1)两侧,合金的屈服强度变化不对称

研究了镍铬钼钢中痕量元素在真空感应熔炼过程中挥发的动力学,给出了确定挥发元素在气相边界层扩散传质系数的方法,提出了挥发元素在液/气界面挥发反应的速率常数计算公式。试验及计算结果表明,Sn、As在钢的真空感应熔炼过程中的挥发过程受液相边界层中的扩散及液/气界面挥发反应混合控制,K23值均在10-3~10-2cm/s数量级。Sn、As在液/气界面的挥发反应可能包括元素自身的挥发及其氧化物的挥发反应

建立套管接头内、外螺纹牙啮合物理力学模型,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙承载分布不均性规律及其法向接触力计算方程组,并利用有限元计算结果验证了螺纹牙受力解析值的可参考性.结合弹性力学理论和API偏梯形螺纹计算准则,根据可靠度理论建立特殊螺纹套管接头三种连接失效形式的极限状态方程,利用Monte Carlo方法对服从正态分布的螺纹各项加工参数进行抽样,统计得出套管接头发生连接失效的概率及其相应可靠度.计算结果表明:特殊螺纹套管接头各连接失效形式的可靠度由大到小排序为螺纹跳扣 > 管体屈服 > 螺纹牙剪切 > 接头抗拉

为了研究RH真空处理过程脱碳反应速率及其影响因素,并有效地控制超低碳钢在RH真空处理过程中碳含量的变化,根据热力学、动力学原理建立了RH真空处理脱碳数学模型,通过RH真空处理脱碳数学模型研究了内部脱碳反应深度和脱碳速率之间的关系.模型计算结果表明,反应深度的变化和内部脱碳的反应速率是相对应的,采取预真空操作,提升了反应深度,淡化了前期脱碳转折点的影响,加速了前期的脱碳反应,并在RH处理后期找到了内部脱碳向表面脱碳转变的时间临界点

采用颗粒流数值模拟程序,建立不同节理状态的岩石试样模型,对其进行双轴试验模拟,从岩桥长度、节理长度和倾角三个方面对断续节理影响下的岩体破裂形式和力学性质进行了数值模拟分析.岩桥的破裂方式为翼裂纹扩展下的拉剪复合破坏,模型破裂大致经历了翼裂纹的扩展、次生裂纹的延伸以及岩桥的贯通三个过程,而且表现出明显的蠕变特性以及延性破坏.岩桥长度的变化对峰值强度和弹性模量影响较小;相比岩桥长度,节理岩样的力学特性对节理长度更加敏感.对于不同的节理倾角,岩石试件表现出不同的初始破裂形式,0°倾角岩样的破裂方式为翼裂纹的扩展和次生裂纹的延伸,中间岩桥没有被贯通,15°倾角岩样的初裂强度和峰值强度最大

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

以平均粒径2.2μm、纯度99.99%的硅粉为原料,采用纯度99.993%的高纯氮气作为反应气体,在1350和1400℃下进行了氮化时间为10~30 min的氮化实验,得出了不同温度下硅粉转化率随反应时间的变化关系.将硅氮反应看成非催化气固反应,建立了硅颗粒氮化动力学模型.通过对实验数据的拟合,得出两个模型参数:硅氮反应速率常数和氮气在产物层中的扩散系数.假定反应速率常数和扩散系数均满足阿伦尼乌斯公式,求得化学反应激活能和指前因子分别为2.71×104J·mol-1和3.07×10-5m·s-1,扩散激活能和指前因子分别为1.06×105J·mol-1和1.12×10-9m2·s-1.利用本文得出的氮化动力学模型对各温度下不同粒径硅粉的转化曲线进行了预测,预测曲线与文献中的实验数据在趋势上吻合较好

采用Thermo-Calc热力学模拟计算与实验相结合的方法,优化设计了一种V、Ta微合金化的低活性F/M钢12Cr3WVTa,经1 050℃水淬及780℃回火后对其显微组织及析出相进行光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及能谱分析.实验钢淬火回火后显微组织由回火马氏体和少量δ铁素体相组成,析出相主要为M23C6和MX相(M=V,Ta;X=C,N),其中M23C6主要分布于回火马氏体板条界和相界,而MX弥散析出于回火马氏体板条内以及δ铁素体内.实验钢室温和高温(600℃)拉伸力学性能良好,600℃下材料抗拉强度为507 MPa,屈服强度为402 MPa,满足超临界水冷堆用包壳管的拉伸性能要求