为了弄清白云石造渣的机理,根据CaO-SiO2-FeOn,MgO-SiO2-FeOn,MgO-CaO-SiO2,MgO-CaO-FeOn四个三元系所形成的CaO-MgO-FeOn-SiO2四元系统来采用MgO初次相容积界面设计所谓四元空间“低熔点”MgO饱和相图,并且用多次平行四面体棱投影法绘制了平面相图。在这个相图中,发现了一根K-L临界线的存在。在这个线以上的炉渣组成的液限温度是随MgO含量的增加而提高,而在这个线以下的则相反。在实验室中进行试验也证明了这个临界线的真实性。讨论了相图与实际生产的关系。应用这个相图,可以在氧气顶吹转炉炼钢生产中,对白云石的加入量和加入时间以及炉渣的岩相检验具有重要的参考意义

采用离心铸造的碳钢-高铬铸铁复合管界面达到了冶金结合.利用ANSYS有限元软件对复合管凝固过程外层及内外层温度场进行了模拟与分析.模拟结果表明：离心浇注外层20钢大约9 s后，铸件最低温度为1430℃，已经低于20钢固相线温度1490℃，由此可见，浇注间隔时间为9s时，可形成规则稳定的过渡层.当外层20钢的温度降至1350℃时，浇注高铬铸铁，大约30 s后，内层的温度已降至1257℃，低于高铬铸铁固相线温度，此时，内层熔体已经完全凝固

在金属材料内部夹杂物的超声检测中,如何通过检测获得的回波信号辨识夹杂物的属性和位置,一直是其重点和难点问题.通过建立包含夹杂物缺陷的二维金属板模型,采用有限元数值模拟的方法,对材料内部超声波场进行计算,获得了两种最典型的夹杂物Al2O3和TiN,以及二者在材料内部不同深度时的超声回波信号.研究了夹杂物类型和夹杂物深度对超声回波时域波形以及对界面波、夹杂物缺陷回波和底面回波频谱分布的影响规律

研究了950℃高温下高钒耐磨合金的高温氧化行为，并研究了在随炉冷却和空冷两种不同冷却方式下的氧化增重与开裂行为.结果表明：氧化初期材料表面发生“暂态氧化” ，所有元素均参与氧化反应，随后在炉冷时氧化增重比空冷时的氧化增重要大的多，当氧化8 h后单位面积氧化增重分别为82.7 mg·cm-2与39.1 mg·cm-2，炉冷与空冷氧化增质量相差一倍多.虽然在基体/氧化层界面形成了能起到一定保护作用的50~200 nm厚Cr2O3致密氧化层，但同时也存在疏松氧化层；而炉冷时样品以生长应力为主，氧化层发生“翘曲”现象，但较少引起氧化层脱落.然而空冷时冷却速度较大，氧化层内易产生较大热应力，致使氧化层较易开裂或者脱落

本文通过对四氯化钛熔盐电解机理的分析,找出四氯化钛对熔盐的溶解过程是电解的限制性环节。要强化电解过程必需加强四氯化钛蒸汽与熔盐界面处的还原能力。根据这一原理设计出一种新的篮筐式阴极,可以把四氯化钛熔盐电解法制取金属钛的电流效率提高到73.5%,金属钛的回收率为93.3%,电解所得产品合格率为96%

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

以某钢厂210tRH真空精炼装置为原型,根据相似原理建立1∶4水模型,研究了吹气量、浸入深度、真空度以及气孔堵塞对混匀时间的影响.结果表明,RH混匀时间随着吹气量的增加而呈现减小的趋势;随着浸入深度的增加先减小后增大,并存在最佳浸入深度480 mm;随真空室压力的减小而减小;随着吹气孔堵塞个数的增加先减小后增加.利用粒子成像测速技术(particle image velocimetry,PIV)测量了RH精炼过程钢包内二维流场,与数值模拟结果对比,发现钢包内的流体运动主要是从下降管到上升管的循环流动以及下降管周围的回流运动,不活跃区主要集中在渣-钢界面以下浸渍管浸入深度范围内

以提高钛合金热挤压润滑效果为目的,研究了一种以磷酸盐玻璃、SiO2和NaCl为主要组成的新型玻璃润滑剂,通过模拟挤压实验、扫描电子显微镜以及换热系数测量装置,重点分析了不同组成比润滑剂的黏度-温度曲线、高温下润滑剂对钛合金的腐蚀作用、润滑条件下钛合金与模具钢之间的换热特征.结果表明,磷酸盐玻璃、SiO2和NaCl的质量比为70:20:10的润滑剂,在600~900℃之间的黏度变化幅度较小,为1.3×105~9.4×105 Pa·s,有利于提高钛合金挤压润滑效果.950℃下润滑剂与钛合金的接触时间不超过3 min时,润滑剂对钛合金坯料表面的高温腐蚀作用很小,且具有消除坯料表面原有氧化层的作用;但随高温接触时间的延长,钛合金表面的高温腐蚀程度逐渐增大.当TA15钛合金和H13模具钢的初始温度分别为900和400℃、新型润滑剂最终厚度约0.1 mm时,钛合金和模具钢之间的界面换热系数随实验时间的延长由185增加到1714W·m-2·s-1,而传统钛合金热挤压用硅酸盐玻璃润滑剂为286~2025 W·m-2·s-1,表明新型玻璃润滑剂具有较好的高温热障性能

大量实验证明,铸态组织中二次枝晶臂距主要受冷却速度或凝固时间的影响。本文对FGH95和Rene’95氩气雾化的、不同粒度级的粉末颗粒测定了二次枝晶臂距,计算了冷却速度Ṫ、完成凝的固时间tf、凝固速度R及固—液界面前沿温度梯度G。结果表明:两种粉末粒度在-60—+320目范围内冷却速度为103-104℃/s,凝固时间为10-1—10-2s。随着粉末颗粒减小,冷却速度增加,G/R值增大,粉末颗粒的凝固从以树枝晶为主的方式逐渐转变成以胞状晶为主的方式,用G/R值来判断凝固组织中的碳化物形态不是唯一因素

以铌硅基高温合金定向凝固铸造过程为对象，通过实验测试和反求法确定了铌硅基高温合金和型壳的热物性参数，以及凝固过程各界面换热系数等边界条件；利用ProCAST软件对不同抽拉速率下铌硅基高温合金凝固过程温度场进行了模拟。结果表明，随着抽拉速率由5 mm·min?1增加到10 mm·min?1，固/液界面离液态金属锡表面的距离由12.1 mm下降到8.2 mm；平均糊状区宽度逐渐变窄，由11.5 mm减小到10.4 mm。针对抽拉速率为5 mm·min?1的实验结果表明，数值模拟结果与实际定向凝固实验获得的一次枝晶间距差异在6%以内，从一个方面验证了温度场模拟结果的正确性，相关结果可为铌硅基高温合金叶片定向凝固铸造参数的确定提供参考