通过对高速车轮钢中TiN夹杂物析出进行热力学分析,得到了车轮钢的液相线和固相线温度及1873K时Ti、N的活度.对TiN生成反应和钢中Ti、N溶度积进行了计算.结果表明:TiN只能在固相中生成,但在本车轮钢Ti、N含量下,固相中也没有TiN生成的条件,只有在钢液凝固前沿,由于Ti、N在两相区的富集,TiN夹杂物的生成反应得以进行.因此,在生产中,适当提高连铸二冷的冷却速率,使钢液快速凝固,减少凝固前沿Ti、N的富集时间,可减少纯TiN的析出.对本实验车轮钢中TiN夹杂的检测结果进行计算分析可知,在正常生产时铸坯冷却速率条件下,将钢中Ti的质量分数控制在3.5×10-5以下、N的质量分数控制在3.1×10-5以下,理论上可以消除TiN夹杂物的析出,改善车轮钢的疲劳性能,提高车轮的使用寿命

研究分析了电弧炉炼钢过程的冶金学特征,指出供应能量对电弧炉炼钢的物质转化过程起到了决定性的作用.观察、认识到在炼钢过程中存在着微观、介观、单元操作级和工位级等尺度级的时空多尺度结构.在工位级按能量将供氧、供电两项功率单元进行跨尺度集成,形成了工位级跨尺度能量集成的一般方法,并用数学公式进行了描述.工业试验和工业生产表明:跨尺度集成的理念和方法与炼钢生产相结合可取得较好的生产效果,平均冶炼电耗为271.1kW·h·t-1,氧气消耗为40.4m3·t-1,冶炼周期为52.9min

采用TEM、电化学等分析方法和手段,对在剥落腐蚀溶液中浸泡不同时间的Al-Cu-Mg合金的剥蚀敏感性及电化学阻抗(EIS)进行研究,分析剥落腐蚀的动力学过程.实验结果表明,2524-T4态合金具有良好的耐剥落腐蚀性能,高Cu含量的第二相粒子是影响合金剥蚀行为的主要因素,合金浸泡2d后才可见明显的点蚀,浸泡4d后局部出现剥蚀现象.根据EIS及EIS等效电路的拟合分析合金的剥蚀行为,发现其动力学过程主要由点蚀的诱导形成、点蚀发展及轻微的剥蚀形成三个阶段组成,而腐蚀的界面反应依次经历氧化膜的溶解、表面腐蚀产物的形成、吸附及脱落的一系列过程

钢中的碳氮析出物通过细晶强化和析出强化方式对钢的力学性能有非常重要的作用.基于规则溶液的双亚点阵模型(其中一个为金属亚点阵,另一个为间隙原子亚点阵)建立了碳氮化钛、氮化铝以及硫化锰的热力学计算模型用以研究析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分,并将这一结果应用于CSP过程.经计算得Ti (CxN1-x),MnS和AlN的析出温度分别是1200℃,1440℃和1010℃,最大的体积分数分别为2.315×10-5,4.18×10-4和3.1×10-4.对比发现热力学的计算结果与Thermo-Calc的计算结果和有关文献的实验数据有较好的一致性

基于最优分类线的概念,提出了一种新的模式识别分类器构建方法——判别域界面几何法.该方法利用BP神经网络的高度非线性,将模式类样本数据从高维输入空间映射至二维判别域空间后,采用多边形中轴提取方法,构造模式类间隙多边形的中轴线,延伸至整个二维判别域空间,生成模式类决策边界.以铁路货车车轮用双列圆锥滚子轴承的故障诊断为例,介绍了判别域界面几何法的应用过程.结果表明,判别域界面几何法能在二维判别域空间上给出各不同故障模式类之间明确的界限,这就给操作者直观判断故障模式类别提供了条件

利用透射电镜研究了低碳微量铌钢过冷奥氏体形变过程中的碳氮化物析出,运用Gladman晶粒粗化机制讨论了析出相颗粒的平均直径、体积分数和铁素体晶粒尺寸的关系.实验结果表明:实验用钢中的微量Nb在1200℃时完全固溶,并在760℃变形前的冷却过程中无Nb(CN)析出.在形变过程中Nb(CN)的析出同样需要孕育期,但与等温过程相比大大提前.当变形量积累到一定值(本实验条件下ε=0.69)时,大量动态析出的Nb(CN)颗粒弥散分布在晶界以及位错线上.Nb(CN)析出随着应变量的增加而增加,但颗粒长大不明显,计算得到的铁素体晶粒平均截径与实际测得的铁素体晶粒吻合得较好

对自制的一种新型高锰奥氏体耐液锌腐蚀合金在490℃的熔融纯锌液中的腐蚀行为进行了系统的研究,并探讨了其耐液锌腐蚀机理.结果表明,与316L不锈钢相比,新型高锰奥氏体合金具有更好的耐液锌蚀能力,其腐蚀速率为6.42×10-4g·cm-2·h-1,而316L不锈钢的腐蚀速率为1.54×10-3g·cm-2·h-1.新型高锰奥氏体合金在锌液中的最终腐蚀产物为Γ相+δ相+ζ相,而316L不锈钢的腐蚀产物几乎全是ζ相.新型高锰奥氏体合金的腐蚀产物中δ相固溶了质量分数在8.5%左右的Cr,Cr的存在使得δ相稳定性增加,致密的富含Cr的δ相的存在减缓了铁、锌反应速率,提高了新型高锰奥氏体合金的耐液锌腐蚀能力.因此,以锰代镍来制取低成本的新型高锰奥氏体耐液锌腐蚀合金具有可行性

应用压缩实验研究置氢Ti-6Al-4V合金的室温力学行为,采用OM、SEM分析了氢对钛合金组织的影响和断口形貌特征,探讨了置氢钛合金组织和室温变形行为之间的相关性.结果表明:氢的固溶强化作用使置氢Ti-6Al-4V合金硬化效应增加,但适量的氢可以显著降低其压缩屈服强度和弹性模量,且断裂时发生的变形量增加,此时合金组织为α+β的双态组织,当合金中产生粗大的β晶粒时,断裂时发生的变形量显著降低;氢的加入促进了合金中斜方马氏体α″的生成;置氢Ti-6Al-4V合金的室温压缩断口为延性沿晶断裂或脆性沿晶断裂和解理型穿晶断裂两种断裂方式的混合断口

以酚醛树脂为基体,加入B4C作为改性填料制备出高温粘结剂,并对Si3N4陶瓷进行粘接。在300~800℃温度范围内对Si3N4陶瓷粘接试样进行热处理,并测试了不同温度热处理后的室温剪切强度。结果表明,经过700~800℃热处理后,粘结剂表现出较为理想的粘接性能,剪切强度测试结果为Si3N4陶瓷基体破坏。利用扫描电镜研究了粘接试样的断面形貌及胶层结构特征。研究表明,在高温热处理过程中,B4C改性填料发生了复杂的物理、化学变化,通过B4C与树脂挥发分之间的改性反应,有效提高了酚醛树脂热解后的残炭值,进而改善了粘接胶层结构的高温稳定性;纤维状物质的形成与B2O3颗粒的细化,有助于提高粘接胶层的连接强度

在CaCl2熔盐中,直接从TiO2和Fe2O3的混合阴极电解还原制备了TiFe合金.在1173 K和3.1 V电解条件下,电解10 h后可制得含氧量(质量分数)为0.43%的TiFe.电解过程可以大致分为两个阶段:反应初期铁优先于钛还原出来,钛元素则以CaTiO3的形式存在;随着电解的进行,电极的外层首先被还原为TiFe,同时电极出现分层现象,外层为疏松的TiFe相,内层则较为致密,主要由Fe和CaTiO3组成.由电解制备的TiFe无须活化,经电化学性能测试,放电容量为33 mA·h·g-1,优于传统方法制备的TiFe合金