通过分析螺纹轴齿形成形过程,并结合金属流动特点,获得楔横轧梯形螺纹轴的成形机理.考虑到轧制过程轧件螺旋升角瞬时变化特点和成形段齿形截面变化等因素设计了楔横轧模具,采用有限元分析软件Deform-3D对楔横轧梯形螺纹轴齿形成形过程进行模拟,得到精度较高的梯形螺纹轴轧件.利用有限元点跟踪功能,对轧件多个点进行跟踪,详细分析了轧件螺纹不同位置各点的径向、轴向位移变化情况,从中获得螺纹段各处金属流动规律.采用软件模拟参数进行了相应的楔横轧实验,得到的梯形螺纹轴实验轧件与有限元模拟结果相同.模拟和实验结果表明,模具螺旋升角采用轧件瞬时半径对应螺旋升角时,能够轧制出形状精确的螺纹轴

采用特殊设计的闭塞腐蚀电池实验,并利用能量色散谱仪分析腐蚀产物成分,研究了磷对低碳钢蚀孔扩展的影响机理.结果表明:在模拟蚀孔的闭塞区钢样阳极表面沉积物中有磷酸根离子存在,在蚀孔活化腐蚀过程中,钢中磷转化成磷酸根离子是在金属表面进行的,并形成磷酸盐沉积在金属表面,对蚀孔的扩展起抑制作用;磷含量不同的钢,表面沉积物中磷酸盐及磷酸根离子含量可相差很大,从而对蚀孔扩展的抑制作用也会有明显差异;同一钢样中,由于磷的偏析,在蚀孔扩展过程中高磷部位腐蚀速率较低,低磷部位腐蚀溶解速率较高,磷的偏析带导致了凸凹腐蚀沟槽的形成

影响曲轴锻后组织的主要因素有变形量、终锻温度、金属流动及锻后冷却. 本文采用数值模拟的方法研究了曲轴用非调质钢1538MV的锻造过程,并对轧材原料和曲轴成品的显微组织进行了分析,探讨了模锻变形对曲轴显微组织的影响. 研究结果表明,曲轴较高的锻造温度和较小的变形量使得曲轴的锻后组织较轧材有所粗化. 曲轴变形过程中的温度和应变分布不均导致了曲轴组织的不均匀. 曲轴的铁素体含量和珠光体片层间距都低于轧材,且部分位置出现了贝氏体组织,这说明曲轴锻后的相变区冷速过快,应当进一步优化曲轴锻后冷却制度. 另外,曲轴锻造过程中的偏析区金属流动对曲轴的锻后组织产生了明显的影响,也是造成贝氏体组织产生的原因,应严格控制轧材的质量. 研究结果为轧材质量的提升和曲轴锻造工艺及锻后冷却制度的优化指明了方向

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

通过采用一步纳米金属颗粒辅助化学刻蚀法(MACE)成功制备了多孔硅纳米线, 并主要研究了硅片掺杂浓度、氧化剂AgNO3浓度以及HF浓度对硅纳米线阵列形貌结构的影响规律. 研究结果表明: 较高的掺杂浓度更有利于刻蚀反应的发生和硅纳米线阵列的形成, 这是由于高掺杂浓度在硅片表面引入了更多的杂质和缺陷, 同时高掺杂浓度的硅片与溶液界面形成的肖特基势垒更低, 更容易氧化溶解形成硅纳米线阵列; 在一步金属辅助化学刻蚀法制备多孔硅纳米线阵列的过程中, 溶液中AgNO3浓度对于其刻蚀形貌和结构起到主要作用, AgNO3浓度过低或过高时, 硅片表面会形成腐蚀凹坑或坍塌的纳米线簇, AgNO3浓度为0.02 mol·L-1时, 硅纳米线会生长变长, 最终形成多孔硅纳米线阵列. 随着硅纳米线的增长, 纳米线之间的毛细应力会使得一些纳米线顶部出现团聚现象; 且当HF溶液浓度超过4.6 mol·L-1时, 随着HF酸浓度的增加, 硅纳米线的长度随之增加. 同时, 硅纳米线的顶部有多孔结构生成, 且硅纳米线的孔隙率随HF浓度的增加而增多, 这是由于纳米线顶部大量的Ag+随机形核, 导致硅纳米线侧向腐蚀的结果. 最后, 根据实验现象提出相应模型对多孔硅纳米线的形成过程进行了解释, 归因于银离子的沉积和硅基底的氧化溶解

基于激光电子散斑干涉技术(ESPI),对涂层失效过程的电子散斑干涉技术检测平台进行设计搭建,在不破坏涂层前提下,观察到浸泡失效过程中涂层的原位、实时和动态干涉条纹,并对其进行优化处理.将原位、实时观察到的条纹与零时刻条纹图像相减后进行计算机二值化处理,得到反映涂层失效信息的原位、实时及动态图像.针对环氧色漆/碳钢涂装体系,证实了电子散斑干涉技术分析的有效性,并根据其检测图像的变化,将环氧涂层的浸泡过程分为三阶段:初期没有斑点,涂层完好;中期出现模糊的斑点,涂层防护作用下降;后期出现清晰的黑色大斑点,涂层丧失防护能力.实现了涂层/金属界面失黏、膜下金属腐蚀微观发展过程原位、实时和动态的无损检测

为了研究钛钢复合板在弯曲过程中的断裂行为,利用扫描电镜原位观察了爆炸和爆炸-轧制两种工艺生产的钛钢复合板在弯曲过程中裂纹的萌生和扩展.结果表明:外弯过程裂纹萌生的角度小于内弯过程,钛钢复合板内弯比外弯具有更强的抗裂纹产生能力.在爆炸钛钢复合板的弯曲过程中,裂纹主要在波头的界面结合处和漩涡中心处萌生;在爆炸-轧制钛钢复合板的弯曲过程中,裂纹在Ti-Fe金属间化合物硬块界面处萌生.产生裂纹的主要原因爆炸钛钢复合板的波头界面结合处和漩涡中心处、爆炸-轧制钛钢复合板的界面块状Ti-Fe金属间化合物具有较高的硬度,在变形的过程中难以协调变形

为研究除尘灰配入烧结对烟气颗粒物组成和二噁英的影响,利用水洗方式对烧结除尘灰进行除杂改性,然后采用烧结杯测定改性前后配入对烧结矿性能的影响,并通过撞击式颗粒物采样器和二噁英采样器对烟气污染物进行采样分析,研究改性前后配入烧结对颗粒物组成碱金属和重金属含量以及烟气二噁英和前驱体物质排放量的影响.结果表明:烧结除尘灰中的K和Cl在水洗除杂改性过程中被有效去除,除杂后的除尘灰配加烧结有助于改善烧结矿粒度组成、减少烟气颗粒物和二噁英排放浓度;K组成在烧结颗粒物排放中占有较高比例,远高于金属Na、Pb和Zn的含量,且在粒度较细的细颗粒物中占比更高,水洗除杂后配入烧结可显著降低烧结配料中的K组成,使得烟气排放的K组成显著降低,进一步降低颗粒物的排放浓度,其中又以1.10~2.10 μm粒度范围的颗粒物和K组成的减排比例最高;烧结原料Cl组成和烧结过程中的有机前驱体氯苯、多氯联苯是烟气二噁英生成的重要诱因,除尘灰水洗在降低Cl组成的同时也显著降低烟气前驱体多氯联苯排放量达40%,有利于降低烟气中二噁英的排放浓度

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

为了分析真空热还原制取金属锂的还原效率和还原率，综合考虑罐内球团传热和化学反应，建立了传热与反应动力学耦合模型.利用该模型对单球团和还原罐内球团还原过程进行数值模拟，得到了球团温度及还原率的时间分布，并分析了罐外换热系数对球团还原过程的影响.结果表明：球团低导热率和反应等效热汇是影响还原过程的主要因素，罐中心区域和罐壁处的温度和反应速率存在较大差值；还原初期传热为还原过程的主要控制因素，而反应后期化学反应为主要控制因素；罐外换热系数对还原过程影响不大，增强罐内传热是提高还原效率的有效途径