铁氧化物是具有非化学计量比的化合物,非化学计量对铁氧化物的还原过程带来一系列影响.本文采用Dieckmann缺陷模型和Weiss的浮氏体理想固溶体模型分别对非化学计量比的磁铁矿和浮氏体进行了热力学计算.同时根据电荷守恒和物质守恒,对铁氧化物固溶体的综合缺陷度δ与还原失重率和亚铁含量的关系进行了分析,以期对实验终产物的判定提供依据.通过理论分析与计算,最终明确了不同化学计量比的磁铁矿和浮氏体在不同温度下的平衡还原势PCO(H2),即相应的优势区图.在给定还原势的纯赤铁矿等温还原过程(未有金属Fe生成时),当失重率小于6%时,还原产物属于Fe3+占优势的磁铁矿区域;当失重率高于6%时,反应进入Fe2+占优势的浮氏体区域

本文通过对高强钢方管角部进行局部感应加热,提高其弯角区域的成形性能,降低其变形抗力,由此在不影响非变形区域组织性能的前提下,获得所需方管的截面尺寸和组织性能.在热辊压过程中,坯料在没有模具限制的方管角部外侧邻近区域发生堆积,且随着加热温度上升,角部外侧金属堆积更明显.同时,在方管内角表层出现显微裂纹恶化,裂纹以树枝状生长.热辊压成形后的残余温度会产生一个自回火过程,能够明显降低残余应力,且随着温度的升高,残余应力降低的幅度变大.当加热温度在650℃以上时,自回火对残余应力的影响大于宏观裂纹的扩展能力,起主导作用,且压扁过程中压下量超过方管对角线长度2/3时也不会产生裂纹

本文考察了解释在离子熔体中引入过量阳离子和阴离子的各种不同模型,并提出了一个描述熔体中当成分逐渐从纯金属状态变化到完全电离状态时,热力学性质变化的新模型。该模型以描述混合物位形熵的Temkin表达式为基础,中性物质和假想的带有诱发电荷的空位被引进了阴离子亚晶格中。诱发电荷的大小等于占据着阳离子亚晶格的物质的平均价。当电离趋势弱时,新模型近似于替位模型,如果缔合体的概念是它们含有一个原子的电负性元素的话,那么新模型形式上和缔合溶液模型相同。对于多元体系,新模型比缔合溶液模型含有较少的成分变量和参数。本文的大部分内容曾在1984年8月20～24日在丹麦召开的欧洲熔盐化学会议上宣读

通过1350-1550℃下Fe-Cr2O3、Fe2O3-Cr2O3和FeCr2O4的碳还原实验,结合X射线衍射和扫描电子显微镜考察不同形态铁（Fe、Fe2O3和FeO）对Cr2O3还原的影响.同一温度下最终还原度及还原速率均呈现Fe2O3-Cr2O3-C〉FeCr2O4-C〉Fe-Cr2O3-C的趋势,三种样品的还原都经历了氧化物→碳化物→Fe-Cr-C合金的过程;低碳碳化物的产生以及较早形成金属液相使Fe2O3-Cr2O3还原更充分,合金液相中碳溶解量低导致FeCr2O4的还原率偏低,而碳化物偏多、合金液相偏少阻滞了Fe-Cr2O3还原率的提高.实验得到Fe-Cr2O3-C、FeCr2O4-C和Fe2O3-Cr2O3-C体系的表观活化能分别为142.90、111.84和128.9 kJ·mol-1

针对传统选矿方法难以回收低品位红七镍矿中有价金属镍的问题,采用选择性还原焙烧法研究了不同焙烧温度以及不同焙烧时间条件下红土镍矿(Ni品化为1.49%)中发生的微观结构变化以及相变转化.通过X射线衍射、扫描电镜及X射线能谱分析等测试手段分析表明,在不同焙烧温度及不同时间条件下经选择性还原后的红土镍矿中,镍氧化物逐渐被还原成镍铁合金相,铁氧化物主要转变成浮氏体相,硅酸盐主要以橄榄石形式存在.最后通过还原焙烧磁选试验证实,还原剂为烟煤,添加剂为NCS,两者用量分别为原矿质量的2%和7%,在1200℃条件下焙烧50min,磁选分离得到镍铁产品中镍品位为9.78%,镍的回收率为92.06%,镍铁回收率差为62.51%,实现了红土镍矿中镍铁的选择性还原

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题，特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验，得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径，采用有限元仿真和实验相结合的方法，研究了楔横轧轧制空心气门过程中的壁厚变化规律.研究结果表明，带芯棒轧制时，芯棒直径存在临界值，在该值下进行轧制，空心气门预制坯壁厚均匀性最优；楔横轧空心件时，金属轴向均匀流动是壁厚均匀的必要条件；轧件轴向拉应变减小，径向压应变变大，周向应变在0附近且为拉应变时，壁厚较为均匀

采用热重法实验研究了773~1273K氧化亚铁的等温氢还原动力学，发现873K温度以上，反应动力学曲线有明显转折，说明反应机理发生了变化．在973~1073K的温度范围，出现了反常的温度效应．即反应速率随温度升高而减小．为讨论产物结构对反应动力学的影响，分别对不同温度的反应产物，以及一定温度不同还原状态（不同反应时间）的产物进行形貌观察．结果显示．随着反应温度升高，还原产物表面的孔洞增多，枝状特征显著增加，而973K和1023K时表面的烧结现象明显．一定温度下，随着反应进行，表面的孔洞增多，并逐渐出现烧结．973K和1023K温度条件下反应产物大体保留原来的大颗粒外形，而1173K时还原2min开始，就大量出现枝状产物，并逐渐烧结．结合产物形貌变化和反应动力学曲线，反应前期为界面化学反应控速，随着反应进行．还原的金属铁发生烧结现象，致密的结构阻碍了产物气体向外扩散，反应控速环节转变为产物气体的外扩散，还原速率也随之降低．

采用了一种新的混合LES-RANS（大涡模拟-雷诺平均模型）湍流模型模拟结晶器中钢液的流场.模型通过修正湍流黏度系数对水口和结晶器内湍流进行过滤，对大尺度的湍流直接采用Navier-Stokes方程求解计算，对小尺度的脉动采用标准k-ε模型进行计算.该模型能避免RANS的过分耗散并且能捕捉到更多的瞬态湍流信息.模型通过对连铸结晶器内液态金属GaInSn模型速度进行测量验证，速度测量方法为超声波多普勒测速仪（UDV）测速法.新模型与实验测量值吻合程度明显好于RANS模拟的结果，能更准确地预测结晶器和水口内的湍流行为.结晶器内瞬态流动特征表明，水口两侧流体呈周期性的偏流，周期约为5s

镍铝青铜合金是铸造大型舰艇螺旋桨的主要材料,海洋污损生物在合金表面附着引起的pH值变化会加速镍铝青铜合金的腐蚀磨损,威胁到舰艇安全航行.采用冷喷涂技术制备了较为致密的镍铝青铜涂层,厚度约300 μm,利用扫描电镜、光学显微镜观察了涂层的微观形貌,重点研究了涂层在pH值分别为3、7和11,质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能和腐蚀磨损行为.实验结果表明:pH值为3的环境中,镍铝青铜基体发生了选相腐蚀,表面疲劳裂纹主要分布在富Cu的α相上,涂层上的犁削沟槽加深发生了磨粒磨损,涂层耐腐蚀性能优于基体;pH值为7的环境中,基体发生了黏着磨损,表面有片层状金属剥落,涂层中的孔隙收容了大量磨屑避免了剧烈的三体摩擦,表面犁削沟槽较浅,涂层致钝电位高于基体,耐腐蚀性能变差.pH值为11的环境中,基体发生了表面疲劳磨损,涂层磨痕上有较深的犁削沟槽,沟槽内有微裂纹,涂层耐腐蚀性能优于基体.总体来说,在不同pH值环境中,涂层由于在冷喷涂过程中发生了冷加工硬化并且涂层上的孔隙收容了磨屑,导致涂层的耐腐蚀磨损性能增强

采用微波低温硫酸化焙烧-水浸和针铁矿除铁方法将Zn、Cu等富集到浸出液中,Pb和Ag富集到浸出渣中,使有价金属得到清洁的回收利用.研究了上述工艺中浸出液除铁的优化工艺条件,探究了反应体系的pH值、浸出液单次滴加量、浸出液的铁含量等因素对除铁效果的影响,并采用X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察等手段对得到的沉淀渣进行了表征.研究获得的优化实验条件为:以200 mL的0.01 mol·L-1ZnSO4溶液为底液,晶种添加量为20 g·L-1,除铁体系pH值控制在3左右,温度90℃,每隔5 min滴加3 mL水浸液(保持反应体系中铁的浓度<1 g·L-1).在此条件下,除铁后溶液残铁量仅为0.065 g·L-1,去除率可达99.3%,达到了深度除铁效果.除铁过程中,Zn的损失率仅为4.1%