真空电弧重熔镍基高温合金GH220,自耗电极端部熔化区\突出环\内部的镁分布基本均匀;而熔化液层及液固两相区的镁分布不均匀,从熔化液层表面到原始电极区镁含量显著增高。熔化液层中距表面约0.3毫米内的镁含量[Mg]s和重熔锭镁含量[Mg]i均与电极原始镁含量[Mg]e呈直线关系,本试验条件下,[Mg]s=0.18[Mg]e;[Mg]i=0.30[Mg]e。重熔过程的镁挥发主要发生于电极端部熔滴形成阶段,挥发过程主要受控于镁由原始电极向熔化液层-气相界面迁移的速度,传质系数K12=0.107厘米·秒-1。真空感应熔炼GH220,镁挥发受液相边界层中扩散与界面挥发反应的混合控制,并非受控于气相边界层中镁的扩散。在试验条件下,液相边界层中镁的扩散与界面挥发反应总传质系数K23=10-1~10-2厘米·秒-1,而气相边界层中镁扩散的传质系数K4=47.17厘米·秒-1。根据(d[Mg])/dτ=-K23·VA及-K23与工艺参数的关系,建立了镁挥发的数学模型,即[Mg]e与镁加入量、挥发温度、气相压力、保持时间、合金液面面积、溶体体积之间的定量关系式。此模型在实验室和生产条件下均得到了很好的验证,可用于调整真空感应熔炼的工艺参数,实现有效的控制合金镁含量

根据现场点荷载强度试验的统计结果和损伤力学原理，提出了一种新的岩体损伤度计算方法，即点荷载强度计算方法.为了验证该方法的可靠性和准确性以及这种方法计算的岩体损伤度与岩体完整性指数之间的关系，进行了一系列理论推导和现场岩体声波测试与实验室岩石声波测试.结果表明：该方法计算的损伤度与岩体完整性系数表现出很好的一致性，并且该方法计算的损伤度与巷道松动圈内岩体损伤度的变化趋势一致.实测值与理论值之间的误差都在7%以内，说明通过该方法计算岩体损伤度有较高的准确性和可靠性

采用NETZSCH DIL 402C高温热膨胀仪对三种不同化学成分的钢种在30-1150℃温度范围内的热膨胀特性进行了测量，得到线性热膨胀和瞬时线膨胀系数随温度的变化曲线。对实测的热膨胀值进行定量计算和对比分析后发现，钢在加热过程中的线性热膨胀及瞬时线膨胀系数随温度的变化过程可分为室温至相变区、固态相变区和高温奥氏体区三个阶段，每个阶段碳含量对热膨胀的影响程度不同。在整个升温过程中，物理热效应引起的热膨胀占主导作用，不同钢种的物理热膨胀总量基本相同，而相变引起的收缩量大约占整个膨胀绝对变化量的16%，且收缩总量随碳含量的增加而减少，导致最终不同钢种试样的膨胀量不同

研究了四种不同N含量的18Mn18Cr N不锈钢的凝固模式、显微组织和元素分布.结果表明：N含量影响18Mn18Cr N合金系的凝固模式和显微组织.氮的质量分数由0.07%增加至0.72%时，实验钢的凝固模式由F模式转变为A模式，显微组织由铁素体和奥氏体魏氏两相组织转变为铁素体和奥氏体两相组织以及单相奥氏体组织.N含量影响奥氏体相形貌，随N含量增加，奥氏体由板条状、针状转变为枝晶间和等轴状.枝晶间和等轴状奥氏体晶粒中存在褶皱形貌，且随着氮含量增加，褶皱数量增多.褶皱的产生与凝固过程中奥氏体相内部Fe、Mn、Cr元素的偏析有关，且该凝固偏析被保留至室温组织中

采用Gleeble-1500热模拟机,测定了36Mn2V钢经四种终轧温度变形后的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,获得了该钢种的连续冷却转变曲线.结果表明:随冷却速度的增大,实验钢的γ/α相变开始温度逐渐降低,贝氏体相变开始温度先升高到一个平台,随冷却速度的进一步增加又降低,晶粒细化;随终轧温度的降低,实验钢的动态连续冷却转变曲线整体向左上方移动,网状铁素体和晶内铁素体明显减少,晶粒略有细化;经四种温度终轧后以3℃.s-1的冷速冷却到室温的四个试样中,唯独950℃终轧的试样中未观察到贝氏体

以氧气高炉循环煤气加热工艺为背景，在实验室条件下研究了CO和H2体积分数较高的煤气加热时的析碳行为。实验结果表明，温度和CO2体积分数是影响析碳反应的重要因素。在300-700℃范围内，当温度低于500℃时，析碳反应速度随温度的升高而增加；当高于此温度时，反应速度随温度的升高而下降。析碳反应包括CO分解析碳反应以及CO和H2的混合析碳反应。对比热力学理论与实验现象分析了析碳过程中以上两个反应可能起到的作用。采用扫描电镜，从微观结构上观察了500~700℃时加热过程中析出碳的形态并研究了析碳行为。另外，随着CO2体积分数的增加，析碳反应速率逐渐降低。在500℃和600℃时，CO2体积分数的增加对析碳行为有较大抑制作用，尤其在500℃时这种抑制作用更加明显

在实验室模拟高炉条件下研究了含钒钛铁矿球团的还原过程,采用X射线衍射仪测定含钒钛铁矿球团在不同还原温度下的物相组成,通过光学显微镜和扫描电镜观察含钒钛铁矿球团还原过程中微观结构变化,并结合能谱分析仪研究氧化物中不同元素的分布状况.含钒钛铁矿球团在还原过程中出现的铁钛分离现象会影响含钒钛铁矿球团的还原性,形成的高钛含量钛铁晶石会增加铁氧化物还原难度.高温时形成的密实金属铁球壳会阻碍内部氧化物的还原,导致还原停滞,从而造成含钒钛铁矿球团高温还原性较差.当内部熔融物滴下时,会提高高炉下部氧势,有利于减少Ti(C,N)的生成

研究了电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D合金组织的影响规律.结果表明:电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的固相颗粒为蔷薇状或粒状α-Mg,随电磁搅拌功率的增大,蔷薇状形态逐渐消失,固相颗粒形态趋于粒状和圆整;在实验范围内,随电磁搅拌电源频率的增大,半固态AZ91D合金组织中固相颗粒形态越来越圆整.这主要是由于电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的形成机理是以枝晶臂熔断为主,而在高频率下的电磁搅拌过程中,在搅拌室产生的集肤效应使得表面和中心出现宏观温度差,从而加强了固相颗粒随流场运动时的温度起伏,最终加速了枝晶的熔断

为将溅渣护炉技术应用于炼镍转炉,在实验室镁铬质坩埚中进行了热态模拟溅渣实验.结果表明:FeO-Fe2O3-SiO2-MgO渣系为镍转炉溅渣护炉的合理渣型,增加渣中MgO和Fe2O3含量可以明显提高炉渣熔化温度,相应渣中高熔点相铁镁橄榄石和磁铁矿显著增加,采用此类炉渣溅渣可在镁铬砖内壁形成高熔点的溅渣层;溅渣后坩埚内壁的溅渣层由反应层和挂渣层组成,其中反应层物相为镁铁固溶体和镁铬铁铝尖晶石,挂渣层主要由铁镁橄榄石和磁铁矿组成.溅渣时采用空气喷吹可增加渣中Fe2O3,适合作为溅渣气源

对Q235级低碳钢板条马氏体在550℃多道次单向压缩变形后退火和室温大塑性变形轧制后在此温度退火的显微组织演变规律进行了对比研究,结合未变形板条马氏体在此温度的回火组织演变,讨论了变形对马氏体分解过程、铁素体再结晶晶粒尺寸和析出碳化物形貌的影响.实验结果表明,变形显著影响马氏体分解过程,促进渗碳体的析出和铁素体回复及再结晶.热变形组织铁素体再结晶晶粒尺寸在0.5μm左右;渗碳体形貌从细棒状向球状转变,随变形量增大渗碳体尺寸增大,继续保温60min导致铁素体晶粒长大到1μm左右,晶粒内部的渗碳体消失,原先在铁素体晶界析出的渗碳体球化、粗化.冷轧试样在550℃退火保温时间在30min内得到0.3~0.4μm超细晶粒和尺度小于150nm的弥散渗碳体颗粒组织;随退火保温时间延长到60min,铁素体再结晶晶粒长大到1.9μm,渗碳体颗粒尺寸约160nm