应用金属原位统计分布分析技术(OPA)研究了耐候钢铸锭中C、P、S、Cu、Si和Mn的宏观偏析规律,并分析了稀土元素对耐候钢中元素偏析的影响.结果表明,在30%～40%等轴晶率,20℃过热度下,元素C、S、P和Cu能产生严重的宏观偏析,C、S呈中心正偏析,P、Cu呈中心负偏析并伴随有反偏析,而Si和Mn的分布较为均匀.各个元素中心偏析位置完全相同.稀土元素在钢中的固溶度为10-5～10-4,固溶稀土元素可以细化枝晶,提高等轴晶率.钢中加入质量分数0.38%～0.55%的稀土元素可以有效改善C、S、P和Cu的宏观偏析

借助刚塑性有限元DEFORM-3D对4Cr9Si2马氏体耐热钢楔横轧成形过程进行了数值模拟,分析了展宽角对楔横轧轧件成形缺陷的影响规律.在楔横轧轧制刚楔入时,轧件的心部受到三向拉应力的作用;展宽角减小,轧件在楔入段时三向拉应力最大值和持续时间增大,使心部缺陷产生的可能性增加;而展宽角减小,金属轴向流动速度加快,使得对称中心在楔入段完成后的直径减小,而轴向力则随着展宽角减小,其数值还有一定的增大,最终将导致对称中心横截面拉细状况的产生;随着展宽角增大,表面螺旋痕将会增加,但展宽角对表面螺旋痕的影响不明显.通过实验验证了有限元的正确性和模拟结果的可靠性

制备具有不同原位Tic颗粒含量的喷射沉积7075铝合金,在610 ℃和620 ℃进行二次加热并保温30min,淬火固定半固态组织.采用扫描电镜观察其组织,利用平均截线法统计其晶粒尺寸,分析不同颗粒含量对喷射沉积7075铝合金半固态组织的影响规律.结果表明:当TiC颗粒含量达到2.91%(体积分数)时已经产生良好的钉扎效果,使得合金基本保持喷射沉积组织特征,能够满足后续的半固态成形工艺要求;TiC颗粒含量超过2.91%后,晶粒尺寸会进一步减小,但晶界上的颗粒明显增多并呈网状分布;TiC颗粒含量小于2.91%时,局部区域发生晶粒的异常长大现象,使合金组织的均匀化程度下降

为了研究不锈钢连铸坯中非金属夹杂物的主要类型及其主要来源,用扫描电镜分析了0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的夹杂物成成,并分别在AOD渣、大包渣及中间包渣中加入示踪剂进行了三次示踪实验.实验结果表明,0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO系夹杂物,其次为MgO-Al2O3类尖晶石和硫化物;非金属夹杂物的主要来源是AOD还原期的还原产物、脱硫产物和出钢时混入钢水中的AOD渣滴;AOD出钢后,大包顶渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣不会对钢液造成明显污染

利用Gleeble热模拟试验机进行单轴压缩试验,研究了C-Mn-Si TRIP钢和C-Mn-Al-Si TRIP钢过冷奥氏体形变过程的组织演变,分析了合金元素和工艺参数对过冷奥氏体动态相变的影响.与等温相变相比,C-Mn-Si钢和C-MnAl-Si钢动态相变动力学明显加快.与C-Mn-Si钢相比,用质量分数约1%的Al替代Si后,C-Mn-Al-Si钢的A3温度明显提高,在相同变形工艺条件下C-Mn-Al-Si钢过冷奥氏体动态相变较易发生,而C-Mn-Si钢动态相变得到的铁素体晶粒比较细小.减小动态相变前奥氏体晶粒尺寸,有利于过冷奥氏体动态相变的进行.提高过冷奥氏体形变时的变形温度或应变速率均对动态相变产生一定的阻碍作用,但影响不显著

为研究菱铁矿在强还原气氛下加热过程中铁矿物的转化过程和规律,采用热重分析、X射线衍射和扫描电镜等手段研究了嘉峪关某菱铁矿石在煤基直接还原过程中菱铁矿的热行为和不同条件下焙烧产物中铁矿物的存在形式等.结果表明,菱铁矿在煤基直接还原条件下转化为金属铁的历程为FeCO3→Fe3O4→FeO→Fe.转化过程分为菱铁矿分解和铁氧化物还原两个阶段;热分解阶段在556.6℃时基本结束,最终产物为Fe3O4;铁氧化物的还原阶段在556.6℃以后、1200℃时完全结束,最终产物为金属铁

通过实验室建立的小型实验炉,进行集束射流加热金属冷料的热态模拟实验,分析了集束射流火焰在不同冶炼阶段的成分变化.实验研究表明:集束射流火焰形态呈现多样性特点,燃烧产物成分不断变化.在金属冷料的存在作用下,少量CO2气体产生,O2增加,CO下降;熔化期中,O2逐渐升高,CO逐渐降低,CO2体积分数一直保持在1%~2%;脱碳期与熔化期相比,O2下降,而CO上升,CO2稍有增加;脱碳期中,钢水中C含量逐渐降低,CO2和O2有所增加,而CO含量剧烈降低.集束射流火焰燃烧产物中,各成分之间关系密切,CO的含量随着O2含量的升高而降低.在熔化期中,CO气体含量随着CO2气体含量的增加而增加;在脱碳期,CO气体含量随着CO2气体含量的增加而降低

本文研究了铜对WC-Co和WC-Ni合金的影响。研究表明:WC-Co合金中添加铜可以有效地提高合金的抗弯强度和冲击韧性。WC-15%Co合金中,添加0.5%Cu(重量)时,合金的抗弯强度较WC-15%Co合金提高10%以上。试验得出,WC-15%Co合金的冲击韧性随含铜量的增加而提高,铜添加量为1%(重量)时达最大值,较WC-15%Co合金提高15%。研究指出:WC-Co合金中加入铜后,能细化合金的碳化物晶粒。研究表明:在WC-8%Ni合金中添加少量铜,可以明显提高合金的抗弯强度而合金硬度降低不大。添加量为1.3%Cu时,抗弯强度达最大值,较WC-8%Ni合金提高25%。研究结果还表明,在WC-8%Ni合金中,随含铜量的增加,合金晶粒渐趋均匀并细化。试验得出:WC-8%Ni-Cu合金具有良好的耐酸耐蚀性。研究结果还表明:在WC-Co和WC-Ni中添加铜后,不仅能提高合金性能,而且还能降低产品的成本

利用自主研发的高温高压环路喷射装置并结合流体动力学模拟计算，研究了高温高压CO2环境流体喷射条件下X70钢的腐蚀产物微观形貌、基体表面三维形貌、腐蚀减薄量及其统计规律，并探讨了与流体状态之间的关系.结果表明，高温高压流体喷射条件下，不同流态区域内流体传质速率和壁面切应力的差异是造成X70钢腐蚀产物、基体表面三维形貌及腐蚀减薄量差异的主要原因.按照层流区→壁面喷射区→过渡区的顺序，流体壁面切应力逐渐增加，不断减薄腐蚀产物膜直至其脱落，造成传质过程阻力减小，传质速率增大，腐蚀过程不断加剧.因此，按照层流区→壁面喷射区→过渡区的顺序，X70钢表面腐蚀产物膜由完整致密向疏松多孔变化，基体表面三维形貌呈现平坦→陡峭→非常陡峭的特征，三维表面高度偏差和均方根偏差、腐蚀减薄量平均值和标准差均呈现逐渐增大的趋势.在高温高压流体喷射条件下，X70钢的CO2腐蚀速率与壁面切应力之间较好地满足指数关系

为进一步揭示深部岩体受到开挖爆破等动力作用时的破坏机理，利用基于SHPB装置的动静组合加载试验系统，首次对中高应变率下矽卡岩在高静应力和频繁动力扰动共同作用时的变形特性、能量规律、破坏模式等进行了研究.随着冲击次数的增加，岩石的弹性模量先增大后减小，而每次冲击时的最大应变整体表现出先减小后增大的趋势，最后一次冲击时弹性模量骤降，最大应变突增，岩石试样发生破坏.单位体积岩石能耗为负值，说明在冲击动载的作用下岩石试样表现出释放能量的特性，这是由于高静应力作用产生的弹性应变能受动力冲击作用诱导而释放；随着冲击次数的增加，单位体积岩石释放的能量先增大后减小.结构致密、强度较高的矽卡岩试样随冲击次数的增加表现出劈裂破坏模式