采用Thermo-Calc热力学软件,对转K2弹簧钢在400~1600℃存在的平衡析出相及Nb、V在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,探讨了各合金元素含量对析出相析出规律的影响,并利用碳萃取复型与透射电镜(TEM)分析了Nb含量对析出相的影响.结果表明:转K2弹簧钢中平衡析出相主要为MX、M7C3、M3C2和AlN;Nb能显著提高MX相的稳定性.TEM分析表明,析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米以上,形态多呈近似球形或圆片状;随Nb含量增加,从低温铁素体中析出的细小颗粒所占比例显著增大,未溶解碳氮化物比例也有所增大,总体而言析出相平均颗粒尺寸得到细化;大颗粒析出相为富Nb的碳化物,而小颗粒为富V的碳化物,这与热力学计算结果相一致

参照标准HB5258-2000中的增重法对不同铈含量的Cr12铁素体不锈钢的抗高温氧化性能进行测试,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术等实验手段进行氧化形貌观察和氧化物物相分析,并对氧化物的生成热力学进行了计算.实验结果表明:氧化物的分析结果与热力学计算结果相吻合.在600℃、700℃及800℃较低温度时生成的氧化产物为具有尖晶石结构的M3O4型氧化物,具有良好的保护性,铈的添加可促进这种氧化膜的形成,降低氧化速率;在900℃时生成的氧化产物类型主要为M2O3型,保护性差,晶粒细的含铈钢初期氧化速率快,但是铈可改善氧化膜与基体的黏附性,在氧化后期阻止实验钢进一步的剧烈氧化.利用反应元素效应和晶粒尺寸效应可以较好地解释该氧化动力学机制

本文根据文献热力学数据,导出了反应;[Mg]%F0+[O]%=MgO(s)的标准自由能变化ΔG°=-505009+145.03T,J.mol-1(1780 ≤ T ≤ 2000°k)进而用热力学分析了GH36合金在含MgO或MgF2渣系中电渣重熔合金中Si、Mn等成分对产生或保持合金中含有 ≥ 0.0020Wt%Mg的不可能性,提出了含Mg的GH36A合金电渣重熔时自耗电极中含有少量Al的必要性。研究了原始Al含量([Al]0)、原始Mg含量([Mg]0)以及熔渣成分对锭中Mg含量[Mg]的影响。当渣池温度为1690±10℃,0.32 ≤ [Al]0 ≤ 0.62Wt%,0.0035 ≤ [Mg]0 ≤ 0.0140Wt%,熔渣成分为0.10 ≤ NMgO ≤ 0.30,0.05 ≤ NAl2O3 ≤ 0.21,NCaO ≤ 0.15范围,建立了GH36A合金电渣重熔控制[Mg]的关系式。研究发现,含有适量的Mg、Al的GH36A合金可大幅度地提高合金在650℃,372.65×106Pa的缺口、光滑持久寿命,消除合金缺口敏感性

为提高武钢薄板坯连铸连轧产线集装箱钢水洁净度,通过工业试验考察了LF精炼过程炉渣成分、软吹氩以及钙处理工艺对钢中T[O]和夹杂物的影响.试验结果表明,适当提高(CaO+MgO)/SiO2有利于降低钢中T[O],但同时要考虑(CaO+MgO)/Al2O3的比值,适当增加钙处理前后软吹氩时间可明显提高钢水洁净度;将炉渣中(CaO+MgO)/SiO2和(CaO+MgO)/Al2O3控制在合适范围不仅有利于提高钢水洁净度,而且有利于钢中低熔点CaO-MgO-Al2O3系夹杂物的生成.根据相关热力学数据给出了实际生产钢中生成不同液态铝酸钙时[Ca]-[Al]平衡热力学计算模型

应用热力学方法,对转炉炼钢前期高碳低温铁水条件下石灰石分解及CO2氧化作用进行了分析,推导出了CO2分压(pCO2)和高碳低温区域碳活度系数fC,%的求解方程.结果表明:石灰石中CaCO3在高碳低温的铁水面附近,其分解反应平衡温度比标准状态时低得多,随着吹炼过程中炉温上升其反应趋势增大,CO2在转炉炼钢吹炼初期与[C]、[Si]、[Mn]和Fe(l)的反应都可以自发进行,其排列次序与各元素被O2氧化的反应相同;在高碳低温铁水条件下pCO2值非常小,转炉炼钢初期pCO2在0.002 2~0.000 5pΘ左右,因此可以认为石灰石分解产生的CO2会全部参与铁水氧化反应

利用热力学计算软件Thermo-Calc及镍基合金数据库,计算了三种700℃以上超超临界电站用过热器管道材料Inconel740、Inconel617和GH2984合金的热力学平衡相图,并对比了三种材料主要析出相的析出行为.计算结果表明:三种合金主要的析出相包括γ、γ'、碳化物、σ、η、δ、μ及α-Cr等,凝固过程中Mo、Nb和Ti元素偏析严重,会降低合金的初熔点,因此后期均匀化退火处理十分重要.另一方面,750℃时Inconel740合金γ'相析出量大于另外两种合金,并且Al和Ti含量对γ'相和η相析出行为有较大影响.碳化物的计算表明,Inconel617合金一次碳化物与另两种合金不同,并且其二次碳化物的析出温度范围最大.GH2984合金中Fe含量较大时会导致σ相出现,对合金的性能产生不利影响

建立了强电解质水溶液KBr-H2O、NH4Br-H2O和ZnBr2-H2O作用浓度的计算模型,计算了上述三个溴化物二元水溶液体系在温度为298.15K、质量摩尔浓度达到饱和前的作用浓度.热力学模型计算的组元作用浓度以纯物质为标准态和摩尔分数为浓度单位,与文献报道的组元活度以无限稀为标准态和质量摩尔浓度为浓度单位经过活度的标准态转换后可良好地吻合,且转换系数在计算的浓度范围内基本守恒.以上热力学模型计算的组元作用浓度能反映出强电解质水溶液的结构本质;在本模型的假设下电解质水溶液呈现理想溶液特征,组元的作用浓度在计算的浓度范围内严格遵守质量作用定律

借助FactSage热力学软件分别对1873、1823和1773 K三个不同温度下60Si2MnA弹簧钢液与MnO-SiO2-Al2O3系、CaO-Al2O3-SiO2系和CaO-Al2O3-SiO2-15%MgO系夹杂物间的平衡进行了计算.通过上述计算分析,确定了三个不同温度下分别形成上述低熔点夹杂物时所对应的钢液成分.经过对比还发现:低温更有利于钢液在低溶解氧含量条件下实现上述不同类型夹杂物的低熔点化控制.钢液中生成低熔点SiO2-Al2O3-CaO-15%MgO系夹杂物要比生成低熔点SiO2-Al2O3-CaO系夹杂物所需的钢液Al含量高很多,这在实际生产中更容易控制

采用热力学软件FactSage对CaO-Al2O3-SiO2-MgO四元系夹杂物的低熔点区域面积进行了分析计算，发现其低熔点区域可以根据碱度的不同分为两个区域，利用KTH模型对这两个低熔点区域内的硫容量进行了计算比较，并结合临氢钢12Cr2Mo1R对钢液成分及脱硫的要求，对其适用的低熔点区域进行了讨论.结果表明：如将夹杂物控制在碱度高的低熔点区域，则CaO的质量分数在30%左右，Al2O3在15%左右，MgO在10%左右，SiO2大于40%，且SiO2越多，低熔点区面积越大；如果将夹杂物成分控制在低碱度区域，则CaO在50%左右，Al2O3在45%左右，MgO的质量分数在5%左右，SiO2的质量分数小于5%.高碱度低熔点区的硫容量明显小于低碱度低熔点区，在两个低熔点区内，硫容量均随碱度的增加而增加，且钙铝比越大，硫容量随碱度增加的幅度越大；对于临氢钢12Cr2Mo1R来说，应将CaO-Al2O3-SiO2-MgO四元系夹杂物控制在高碱度低熔点区域，且碱度和钙铝比越大越好

在前期研究的基础上, 对LiBr-[BMIM]Cl/H2O三元工质对的其他重要热力学数据进行了系统地测定, 包括密度、黏度、比热容和比焓.采用最小二乘法对测定的热力学数据进行回归, 得到了物性方程; 实验值与物性方程计算值的平均绝对相对偏差(average absolute relative deviation, AARD)分别为0.03%、1.10%、0.29%和0.01%.除了结晶温度和腐蚀性, 黏度是影响工质对实际应用的另外一个重要因素, LiBr-[BMIM]Cl/H2O三元工质对的运动黏度小于25 mm2·s-1, 满足实际应用要求, 且很好地改善了离子液体的高黏度问题