含铝低密度钢由于其较好的综合力学性能和低密度特征引起结构钢领域研究人员的广泛关注.本文利用ThermoCalc热力学计算软件结合TCFE 7数据库,计算中锰中铝含量Fe-Mn-Al-C钢在不同温度的热力学平衡状态,总结其两相区相比例的变化规律,通过平移和修正等处理方法,绘制针对中锰中铝钢合金成分和相设计的类Schaeffler相图.结合马氏体转变温度的计算讨论对应不同合金成分条件下相种类存在可能,并通过已有材料的相比例和相形貌实验结果分析绘制的类Schaeffler相图的准确性和适用性.绘制的Fe-Mn-Al-C类Schaeffler相图可以直观地提供不同合金成分所对应的相比例、相种类等信息,可用于新型含铝低密度钢的合金设计

研究了C-Mn-Mo-Cu-Nb-Ti-B系低碳微合金钢915℃淬火和490~640℃回火的调质工艺对钢的组织及力学性能的影响.用扫描电镜和透射电镜对实验钢的组织、析出物形态和分布以及断口形貌进行观察,采用X射线衍射仪分析钢中残余奥氏体的体积分数.结果表明:调质后,实验钢获得贝氏体、少量马氏体及残余奥氏体复相组织,贝氏体板条宽度只有250 nm,残余奥氏体的体积分数随着回火温度的升高而降低,经淬火与520℃回火后残余奥氏体的体积分数为2.1%.调质后析出物的数量激增,6~15 nm的析出物占70%以上.实验钢经过915℃淬火与520℃回火后,其屈服强度达到915 MPa,抗拉强度990 MPa,-40℃冲击功为95 J.细小的析出物及窄的板条提高了钢的强度.板条间有残余奥氏体存在,改善了实验钢的韧性

通过高温激光共聚焦显微镜模拟了微合金钢在不同冷却工艺下的凝固过程,并原位观察该过程样品表面的变化,探讨样品表面变化与第二相析出的关联性.研究结果表明:随着微合金钢钢液的凝固冷却,样品表面会出现细小浮凸;该浮凸出现的温度及分布位置与第二相的析出理论计算及透射电镜表征结果一致;通过原位观察该浮凸的产生,可间接表征第二相的析出,有利于分析第二相对基体组织演变的影响

研究了采用EF+VOD+IC工艺流程生产TP347H不锈钢时由于精炼渣成分产生的二次氧化及其氧化夹杂物的变性处理过程.试验中VOD精炼过程中采用Al进行终脱氧,降低精炼渣中FeO、SiO2含量,精炼渣四元碱度控制在1.3以上,保证钢中全氧质量分数小于0.003%.脱氧后使用喂Ca-Si线及钢包软吹的精炼手段,可将硬质Al2O3及MgAl2O4转变为CaO-Al2O3夹杂,减少硬质MgAl2O4夹杂总量并使夹杂物熔点低于1500℃.此类夹杂在炼钢温度下呈液态且更易于聚集与上浮,而在后续轧制、锻造过程中低熔点夹杂随基体发生形变,减少钢材裂纹的产生

研究了奥氏体化温度对调质Ti-V微合金钢力学性能的影响。金相和透射电镜观察揭示了奥氏体晶粒尺寸随奥氏体化温度的变化规律。在850~1200℃的温度范围内，随着奥氏体化温度的升高，奥氏体晶粒尺寸经历了稳定-骤增-稳定三个阶段。抗拉强度和冲击韧性试验结果显示，实验钢的抗拉强度Rm随着奥氏体化温度的升高逐渐增加，而冲击韧性则经历了稳定-降低-升高的过程。一定温度下沉淀相粒子的粗化导致了奥氏体晶粒尺寸的突然增加；随温度升高，合金元素不断固溶所导致的回火后弥散析出的增多和沉淀相粒子的有效钉扎是抗拉强度增加的主要原因，而一定温度下晶粒的不正常长大和尺寸均匀化则是影响实验钢冲击韧性的关键因素

以退火纯铁粉末为原料,采用粉末退火结合高速压制技术的方法制得高密度压坯(7.70 g·cm-3),经烧结后获得高密度高性能的纯铁软磁材料.研究退火粉末的高速压制行为,以及烧结时间和烧结温度对材料磁性能和晶粒大小的影响.结果显示:退火粉末的压坯密度随压制速度的增加而增加,压坯密度最高可达到7.70 g·cm-3,相对密度可达到98.10%.烧结温度为1450℃,烧结时间为4 h时,材料密度达到7.85 g·cm-3,相对密度为99.96%,最大磁导率达到13.60 m H·m-1,饱和磁感应强度为1.87 T,矫顽力为56.50 A·m-1

以某矿综放工作面开采过程为背景，利用微震监测技术进行现场监测，并借助有限差分FLAC3D进行数值分析，研究在采动应力场不断变化过程中底板岩体微震破裂事件的时空演化规律，揭示煤层采动条件下潜在导水通道的孕育、发展和贯通过程.微震监测结果表明：微震事件数一定程度上反映了开采扰动对底板岩体破坏程度的影响；采煤期间，回采工作面附近微震事件呈现密集分布，底板岩体采动破坏严重，底板破裂深度达15 m.数值分析表明：由于煤层采动导致采场周围应力重分布，工作面前方应力增高，采空区下方应力降低，底板岩体随工作面回采经历了应力集中、释放并最终破坏；底板塑性破坏区深度达14 m

基于典型微观凝固单元体内的溶质质量守恒，结合前人的研究工作，建立了一个适合于枝晶凝固方式的二元合金微观偏析半解析模型.本模型同时考虑了反向扩散和粗化对微观偏析的影响，并对枝晶臂间距的粗化直接进行计算，因此更为精确.若只考虑反向扩散的影响，本模型可以简化为BF模型形式；而如果只考虑粗化的影响，本模型可简化为Mortensen模型.本模型完整地统一了以BF模型为代表的反向扩散类模型和以Mortensen模型为代表的粗化模型.利用本模型同样可以对多元合金的微观偏析进行很好预测.以Fe-C-X（Si，Mn，P，S）合金体系为例对本模型的求解过程进行了详细的阐述.本模型可以很好地预测Al-4.9%Cu二元合金的共晶分数以及Fe-C-X（Si，Mn，P，S）多元合金体系的零强度温度和零塑性温度，并与实测值吻合良好

研究了含有W、V的Fe-Cr-Mn奥氏体合金,经电子线辐照后析出相—基体相界面诱起溶质原子偏析行为。实验结果表明:合金中析出相为富Cr的M23C6型碳化物。晶内析出相经辐照相界面处Cr的浓度增加,Mn的浓度降低。而晶界上和晶界近傍析出相的相界面Cr的浓度降低。合金元素Cr浓度的不同变化是与辐照诱起晶界偏析机构改变有关。本文对此现象,应用辐照诱起晶界偏析理论,提出两种偏析机构的模型,较好的解释上述实验结果

为改善高强度钢的塑性和韧性，对中碳低合金马氏体高强度钢分别采用常化后空冷＋回火和常化后控冷＋回火工艺，研究常化后冷却工艺对钢中残余奥氏体及力学性能的影响.采用扫描电镜获得钢的组织形态，利用X射线衍射和电子背散射衍射技术分析钢中残余奥氏体的体积分数、形貌和分布.发现两种工艺下均得到板条马氏体＋残余奥氏体组织，残余奥氏体均匀分布在板条之间，随工艺参数不同，其体积分数在3%~10%变化.常化后加速冷却能显著细化马氏体板条，提高钢的屈服强度和抗拉强度100 MPa以上，冲击功下降4 J.残余奥氏体的体积分数随常化控冷终冷温度的升高呈现先升高后降低的变化，常化后的控制冷却也可以作为进一步改善马氏体类型钢组织和性能的方法