对北京重型机器厂炼钢分厂5t磁镜式双电极直流电弧炉(简称直流电弧炉)和同容量三相交流电弧炉熔化期产生的噪音和频谱、磁镜线圈产生的稳恒磁场进行了初步研究。研究结果表明,与三相交流电弧炉相比直流电弧炉是一种理想的炼钢熔炼设备。直流炉噪音以易消除的高频噪音为主,与交流炉比较在熔化期的噪音可降低级15dB。熔池搅拌强度大,整个冶炼过程不需要人工搅拌,而且电弧稳定、定向燃烧,熔池升温速度快(4~6)℃/min

耐高压的液压件采用球墨铸铁（简称“球铁”）材质是一项先进技术。但是球铁的补缩困难,特别是对薄壁、复杂的液压件,热节处易产生缩松而导致铸件的渗漏,这是采用球铁生产液压件的关键问题。我们采用发热冒口解决球铁液压件的补缩问题。研究结果表明:发热冒口套热损失率比普通砂型冒口降低53%,等效模数约为几何模数（砂型冒口的模数）的两倍。节约冒口金属的50～80%,解决了普通砂型冒口解决不了的球铁液压件的补缩问题

冷作模具钢Cr12Mo1V1因C含量和Cr含量高,铸态下在晶界析出大量网状共晶碳化物,锻造后仍会存在大量大块长条状碳化物,且呈带状分布,使钢的热塑性降低,易产生裂纹,限制了其应用.本文研究添加Mg对Cr12Mo1V1钢碳化物及热塑性的影响.随着钢中Mg含量增加,铸态下网状共晶碳化物被打断且被细化,使其在后期的锻造中更容易被打散.同时,锻态下碳化物的平均尺寸随着Mg含量增加而减小,呈均匀弥散分布.碳化物尺寸和分布状态的改善提高了钢的热塑性

在拉拔速度O.6-0.9mm·s-1、变形温度750-900℃条件下,对具有连续柱状晶组织的BFe10-1-1合金管材进行了无模拉拔成形,研究了变形后的微观组织,探讨了其组织演变规律及机理.在本文工艺参数范围内,晶界平直的连续柱状晶组织BFe10-1-1合金管材在无模拉拔成形后微观组织演变为锯齿形晶界的连续柱状晶组织.随拉拔速度和变形温度的增加,锯齿的齿深不断加大.位错易在接近晶界的区域塞积并跃出晶界,导致在晶界处出现滑移台阶,形成锯齿形晶界;在滑移变形的同时,粗大的连续柱状晶开始转动,加剧了锯齿化的程度.高的热激活能和变形储存能未能及时释放是BFe10-1-1合金保持连续柱状晶组织的根本原因

通过建立19 t大钢锭充型过程的流动和传热模型,研究大钢锭充型初期的流场和温度场分布特征,针对一系列不同尺寸结构模底砖的钢锭模进行充型过程的数值模拟,研究模底砖结构对充型初期钢液面卷渣的影响.充型初期钢液面波动大,且凝固层推进快,易发生卷渣并被捕获至坯壳.当模底砖下口直径小于上口直径时,钢液进入钢锭模的流速主要取决于模底砖下口直径,并随着下口直径的增大而迅速减小.对于19 t钢锭,当模底砖下口直径大于90 mm后能在很大程度上减小充型初期的卷渣概率

硬薄膜往往具有较脆的特性，在过载时易发生脆性断裂.本文研究了硬薄膜/软基体在锥形纳米压头作用下的断裂模式.利用等离子体化学沉积法在聚二醚酮基体上沉积生成类金刚石薄膜.使用纳米压痕法对其进行实验研究，实时记录纳米压头压入样品过程中所受的载荷以及位移.载荷位移曲线中有若干间断点，代表着裂纹的形成和扩展.压痕实验完成后，通过扫描电子显微镜和聚焦离子束观察发现，类金刚石薄膜压痕处出现规则的贯穿厚度的环形裂纹和径向裂纹.最后，利用有限元法分析了硬薄膜/软基体在锥形压头作用下的应力分布，通过cohesive单元模拟环形裂纹的起始和扩展.结果表明：环形裂纹是由薄膜表面较高的径向拉应力引起的，较高的径向拉应力发生于压头和薄膜表面接触区域的外侧；径向裂纹则是由薄膜在界面附近较大的拉应力引起的.并且，各圈环形裂纹的半径基本呈线性递增，这和实验观测基本相符

利用弱腐蚀倾向的溶液环境，控制20CrMnTi钢产生有限的亚稳态蚀点分布.运用电化学噪声法，研究了20CrMnTi钢亚稳态蚀点的萌生规律，结合ANSYS有限元计算，导入真实腐蚀形貌，对比研究了不同腐蚀条件下蚀孔周边的应力分布与裂纹萌生风险.结果表明，20CrMnTi具有较高的点蚀敏感性，其亚稳态蚀点集中在杂质相边缘优先形核，随Cl-浓度的升高，点蚀孕育期明显缩短，点蚀敏感性增大.不同Cl-浓度下引起的形核速率上升会缩短蚀点间距，表面微裂纹易连接蚀点而发生扩展，增大裂纹萌生风险

利用激光共聚焦扫描显微镜原位观察S质量分数为0.065%的非调质钢纵向与横向拉伸过程中MnS的行为,研究MnS形貌与分布对非调质钢各向异性的影响.原位观察表明锻后钢中存在大量长条形MnS,横向与纵向拉伸过程中MnS长度方向与拉力方向取向不同.横向拉伸过程中MnS更易与基体分离产生裂纹,裂纹随MnS长度方向扩展长大,最终导致基体的断裂.MnS在纵向拉伸时不易与基体分离,因此对纵向拉伸性能影响较小.钢中群聚分布的MnS有利于裂纹的聚合长大,会促进基体的断裂

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考

采用1：1的水模型研究了高拉速条件下凝固坯壳对结晶器内的流场与液面特征的影响.结果表明：考虑凝固坯壳时结晶器内的流场出现了轻微的不对称现象，在高拉速条件下（2.4 m·min-1），有坯壳时结晶器液面最大平均波高与表面流速比没有坯壳时分别大31%和35%.对比有/无坯壳条件下自由液面形状可知：考虑凝固坯壳之后的液面变形程度比没有考虑时更大，更易导致卷渣的发生.液面波动的功傅里叶变换分析表明：考虑坯壳之后结晶器液面的高频率波动的振幅大于无坯壳的情形，所以考虑坯壳之后由于结晶器下部内腔变小，更多的流股能量集中在上回流区，使得上回流的湍流程度比无坯壳时要大，进而导致了液面波动与表面流速的增大.因此，为了缩小与实际连铸过程的差别，在高拉速的物理模拟中有必要考虑凝固坯壳的影响