采用富氧燃烧实验方法,通过光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等手段对GH4169和GH4202高温合金燃烧试样进行分析,建立合金燃烧质量、热量和氧传输模型,探究两种合金的富氧燃烧机理并提出提高新型高温合金抗燃烧性能的措施.结果表明:GH4202与GH4169合金在富氧条件下均发生燃烧,GH4202抗燃烧性能优于GH4169;两种合金以液相进行燃烧,在合金燃烧前沿存在由未完全燃烧的金属颗粒和氧化物组成\燃烧层\,燃烧层中合金元素的燃烧行为是决定合金整体燃烧的关键性因素;合金元素在燃烧前沿呈现\选择性燃烧\规律,Nb、Ti、Al、Cr等元素易于与氧发生燃烧,Ni滞后燃烧且燃烧热低,起到良好的抗燃烧作用

结合风口回旋区燃烧和炉外煤气预热、脱除和循环的平衡关系,建立了氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型,并采用传统高炉的运行和解剖数据对模型进行了验证分析.通过模型研究了氧气含量和上部循环煤气流量对氧气高炉炉内过程变量的影响规律.结果表明:氧气含量偏低和上部循环煤气流量不足时,会降低铁矿石还原效果,炉渣内出现大量未还原铁氧化物;氧气含量和上部循环煤气流量的提高可以有效提高炉内CO含量和铁矿石还原速度,但提高上部循环煤气流量会大幅提升炉顶煤气温度,增大热量损失.与传统高炉相比,氧气高炉内CO含量提高1.0~1.5倍,炉内气体还原性更强;铁矿石还原完成位置提高1.49 m,全炉还原反应速度更快;直接还原度降低55.2%~79.2%,炉内直接还原反应消耗的碳量更少

国外应用Rene'95粉末高温合金已有10余年历史。本文研究在不同温度热等静压和热处理之后FGH95合金的显微组织结构。应用俄歇电子能谱和X-线电子能谱分析仪研究颗粒表面偏析和表面组织结构。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电源观察热等静压之后合金显微组织结大构的变化,特别用扫描透射电镜详细观察萃取复型组织和金属薄模样品。证明当粉末在高于1053℃热等静压时,MC碳化物沿原始颗粒边界离散地析出,并且碳化物颗粒的间距远大于碳化物尺寸。时效热处理后,沿原始颗粒边界的多数MC碳化物转变成沿原始颗粒边界半连续分布的薄膜状M23C6型碳化物。发现γ'相的溶解温度与热等静压压力有关。俄歇能谱和X-线电子能谱分析结果表明:在粉末颗粒表面存在氧、碳、铬、钛和硫等元素的偏析,以及颗粒表面部分被氧化

为了改善涂层的组织和性能，对超音速等离子喷涂技术制备的高铝青铜涂层进行高频感应重熔处理，研究重熔后涂层的微观组织结构特征和界面结合状态.感应重熔前涂层具有层流状组织特点，含有少量氧化渣、孔隙及未完全熔融颗粒，涂层与基体间以机械结合为主.感应重熔能消除未熔颗粒和夹杂，使组织致密、均匀，组织的层流特征弱化，孔隙率有所下降.基体元素和涂层元素相互扩散，在界面形成一条明显的白亮带，呈冶金结合状态，结合牢固，涂层的结合性能有所改善.重熔后扩散带和涂层表面的硬度较高，界面结合强度也由重熔前的25.110提升至83.358 MPa

对镍铁矿原料及不同温度还原焙砂进行矿物学研究，探究镍铁矿选择性还原焙烧发生的相变.研究结果表明：镍铁矿主要金属矿物为褐铁矿，其次为赤铁矿；Ni在不含锰的铁矿物中分布较均匀，而在含Mn的铁矿物中分布相对集中，并与Mn伴生.镍铁矿在还原焙烧过程中Fe、Ni和Co随温度升高逐渐发生还原、相转化和迁移富集的过程.选择性还原焙烧必须严格控制焙烧温度，要达到Ni、Co和Fe的选择性还原并形成Ni高、Fe低的合金相和磁铁矿，焙烧温度采用750℃较合适，在该温度下形成的合金相组成为55.55% Ni、9.86% Co及33.99% Fe，Ni的金属转化率为88.49%，铁氧化物主要为磁铁矿

高硫尾矿配制成的膏体表现出不同程度的强度劣化,高硫膏体强度劣化能引起充填体质量的巨大变化.通过不同硫含量的膏体强度劣化实验,同时结合X射线衍射物相分析和环境扫描电镜分析,对高硫膏体的劣化规律和劣化机理进行了分析.得出含硫尾矿在一定程度上能促进膏体早期强度增长,却抑制了后期强度发育,硫含量越高,膏体后期强度劣化越显著.硫化物氧化生成的硫酸盐能促进膨胀性钙矾石和石膏类物质的生成.同时酸性环境造成了C-S-H的脱钙和CH的分解,已形成的胶凝体系遭到破坏,进一步促进了充填体的劣化.通过孔隙计算模型对晶体膨胀应变和裂纹发育过程进行了分析,阐述了膨胀性物质的线弹性应变发育机理

本研究首先实验肯定了抗磨低合金白口铸铁可以通过稀土变质处理使M3C型碳化物成为板块状及断开分布,从而明显地提高了它们的韧性及抗磨性。稀土变质剂在白口铸铁结晶过程中的作用经试验确认为:(1)形成硫氧化物有利于初生奥氏体在熔体中各处形核,及在固液界面富集造成成份过冷区使奥氏体枝晶轴次发达。两昔均有利于将共晶碳化物隔断;(2)促使共晶转变温度降低,则有利于离异共晶的增长,而扩大共晶转变温度范围;则有利于共晶结晶的体积形核;最后稀土在增长的共晶碳化物上选择吸附则对获得板块状碳化物有利。以上述的稀土变质机理假说为依据,试验开发了采用综合孕育剂及综合变质剂的两步变质处理的新工艺,在采用较少的稀土变质剂用量时,仍可获得较高韧性的白口铸铁

使用10 kg真空感应炉Al脱氧冶炼较高S含量超低氧高强度钢,钢中T[O]降到0.0010%,S的质量分数为0.0190%.采用ASPEX explorer全自动扫描电镜对钢中非金属夹杂物进行检测,发现98%非金属夹杂物都是弥散分布的MnS和MnS+Al2O3复合夹杂物.MnS夹杂物棱角分明,从形貌特征来看应属于第Ⅲ类硫化物.MnS+Al2O3复合夹杂物以Al2O3为核心,外层包裹MnS,其数量约占9%~32%;作为核心的Al2O3平均直径为1.5μm.其生成过程可描述为:凝固过程中,小尺寸Al2O3被推至固液两相区,而选分结晶作用使得钢中的Mn和S在凝固前沿富集,并以Al2O3作为异质形核质点析出MnS夹杂物.对凝固过程中Al2O3的推动和捕获行为进行了相关计算.计算结果表明:直径小于4μm的Al2O3可被推动,并作为MnS的异质形核质点

利用反应烧结的方法,通过甲烷碳化还原三种过渡金属氧化物(Cr2O3、TiO2和WO3)压坯,制备了其相应的多孔形态的碳化物(Cr3C2、TiC和WC)陶瓷.通过扫描电子显微镜观察检测,对反应烧结产物的表面和截面形貌进行了分析,并对这三种过渡金属碳化物的孔隙结构进行了初步的表征.通过物相分析研究了反应烧结的动力学过程,发现利用含体积分数10%甲烷的混合气体碳化还原制备多孔TiC和WC陶瓷的起始温度分别为1200℃和1000℃,低于这两个温度时发生其他相变,有其他中间产物生成.利用反应烧结的方法制备多孔Cr3C2陶瓷时,反应烧结温度越高,碳化铬陶瓷的骨架和孔隙平均尺寸越大

针对传统氧化焙烧-氰化浸金工艺环境污染严重的现状,采用焙烧-自浸出工艺提取载金硫化物中的金.研究焙烧温度、焙烧时间和试样量对单质硫转化率和金浸出率的影响,通过X射线衍射分析、扫描电镜观察、能谱分析等手段分析焙烧过程中载金硫化物中硫的物相转变规律.载金硫化物中黄铁矿发生热分解反应生成单质硫和磁黄铁矿,随焙烧温度的升高和焙烧时间的延长,黄铁矿的特征衍射峰强度逐渐减小直到消失,磁黄铁矿的特征衍射峰逐渐生成并增强,原本致密状的黄铁矿颗粒变得疏松多孔.50 g试样在氮气流量1 L·min-1、焙烧温度800℃、焙烧时间60 min的条件下,单质硫的转化率达到42.53%,金浸出率达到88.70%,实现载金硫化物的高效非氰浸出