为了分析真空热还原制取金属锂的还原效率和还原率，综合考虑罐内球团传热和化学反应，建立了传热与反应动力学耦合模型.利用该模型对单球团和还原罐内球团还原过程进行数值模拟，得到了球团温度及还原率的时间分布，并分析了罐外换热系数对球团还原过程的影响.结果表明：球团低导热率和反应等效热汇是影响还原过程的主要因素，罐中心区域和罐壁处的温度和反应速率存在较大差值；还原初期传热为还原过程的主要控制因素，而反应后期化学反应为主要控制因素；罐外换热系数对还原过程影响不大，增强罐内传热是提高还原效率的有效途径

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段分析了GH720Li合金在两相区热压缩后的变形空冷态及退火态组织特征，探讨了该合金的静态再结晶机制.发现GH720Li合金在1100℃热变形及其后的空冷过程中主要发生回复现象，仅有少数再结晶晶粒可通过亚晶合并和亚晶长大的方式形核并长大；大量γ'相的限制使再结晶过程只能局限于单个或几个晶粒内.经不同时间退火后，再结晶可开动应变诱导晶界迁移及多个晶粒交界处的位错塞积区形核等机制，但一次γ'相的存在抑制了合金的整体再结晶进程.在基体变形及再结晶过程进行的同时，合金中一次γ'相也能够参与变形过程并发生一定程度的回复及再结晶现象

利用背散射电子衍射微织构分析技术及X射线衍射织构分析技术,结合对取向硅钢薄带再结晶各阶段退火板磁性能的分析,系统研究了其形变再结晶过程中的组织及织构演变.结果表明,薄带内原始高斯晶粒取向发生绕TD轴向{111}〈112〉的转变,同时晶粒取向还表现出绕RD轴的附加转动,这种附加转动及其导致的表层微弱立方形变组织可为再结晶立方织构的形成提供核心.退火各阶段样品磁性能的变化对应了{110}-{100}〈001〉有益织构及其他织构的强弱转变以及再结晶晶粒不均匀程度的变化,综合织构类型及晶粒尺寸的变化推断发生了二次及三次再结晶过程.升温过程再结晶织构演变主要体现了织构诱发机制,也即与基体存在绕〈001〉轴取向关系的晶粒长大优势结合高斯织构的抑制效应发挥作用;而在高温长时间保温后三次再结晶过程,{110}低表面能诱发异常长大发挥主要作用使得最终得到锋锐的高斯织构

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

采用大涡模拟研究连铸钢水非定常湍流特性，比较了雷诺平均数学模型与大涡模拟数学模型对预测结晶器内钢水湍流运动的影响.模型采用一种低温液态金属模型的超声波多普勒速度仪（UDV）的测量结果进行验证，表明大涡模拟比雷诺平均模拟与实验测量结果更加吻合.瞬态湍流研究表明，大涡模拟优于雷诺平均数学模型，能够捕捉到水口附近高频率的湍流脉动现象.水口出流钢水区域内小尺度湍流结构起支配作用，射流以阶梯状上下摆动向结晶器内扩散.受湍流大尺度作用，结晶器内流场偏流现象始终存在，并且呈周期性变化，随着对流场时间平均的增加，结晶器内的不对称现象逐渐消除

为解决T6态高强铝合金强度高而耐蚀性难以满足使用需求，采用三级时效工艺来改善析出强化相特别是晶界析出相的形貌、尺寸、分布等，并通过研究不同回归处理制度对组织、性能的影响而获得适宜7B50铝合金中厚板的三级时效工艺.研究发现提高回归温度或延长回归时间均会使中厚板心部及表层组织的晶内和晶界析出相发生粗化并析出稳定η-MgZn2相，导致强度下降、电导率上升，其中回归温度对强度和电导率的影响显著.三级时效处理虽使晶内析出相尺寸有所增加，但却使T6态连续分布的晶界析出相呈断续分布，结合心部和表层强度及电导率测量结果认为合适的回归处理制度为165℃/6 h.然而，热轧引起中厚板表层较心部更为严重的变形使表层含有更多的亚晶或亚结构且其分布更均匀，从而使表层更快到达峰时效，进一步的回归再时效处理则使表层析出更多稳定η相，而η相的形成与晶内析出相的粗化长大是造成表层和心部强度差异的关键.虽然淬火/三级时效态表层和心部的晶粒结构存在差异，且局部出现亚晶合并长大，但其对强度的提升效果远低于表层析出稳定η相所引起的强度下降.可见，三级时效工艺并不能缓解7B50铝合金中厚板心部和表层的性能差异，但可使表层和心部的强度、电导率满足某实际工况要求

通过粗、细两种颗粒花岗岩的冻融循环试验和岩石力学试验,研究了不同粒径岩石的冻融循环作用对岩石物理力学特性的影响.利用核磁共振技术对冻融循环前后的岩样进行检测,得到了横向弛豫时间谱的变化和岩样核磁共振成像,分析了岩样在冻融前后的孔隙度变化、空隙结构及分布的演化特性等.采用宏观唯象损伤理论和自洽理论对不同粒径花岗岩在冻融条件下的宏、细观损伤演化规律进行了分析.研究发现在冻融循环作用下,岩石内部的孔隙逐渐增多,不断造成岩石的强度损失;损伤模型的计算值与实际相符,但不同损伤理论对花岗岩损伤程度趋势变化的反应存在差异;细颗粒花岗岩呈现出较高冻融耐久性

通过模拟高炉实际条件，研究了温度、富碱条件等对五种捣固焦气化反应的影响，并结合光学组织和微观气孔结构分析了捣固焦在高温下的碳溶反应规律。实验结果表明，反应温度升高和富碱均能较大地提高捣固焦气化反应失碳率。不富碱时，捣固焦气化反应失碳率随温度升高先缓慢增长而后急剧升高，在1000℃以下时反应较少；富碱后，四种捣固焦失碳率随温度升高先急剧升高而后趋于平稳，在1100℃时已达到最大值。捣固焦内部闭气孔比例较大，大气孔较少，微小气孔较多，局部存在盲肠状气孔，反应后大气孔和贯穿孔数量增加。除反应性最低的捣固焦A外，其他四种捣固焦以基础各向异性和粗粒镶嵌结构为主，在1000℃和1100℃时抗碱金属侵蚀能力较差

对无取向硅钢钙处理过程中镁铝尖晶石夹杂的变性机理进行了研究,重点考察了钙处理前期和中期MgO-Al2O3的变性过程.钙处理前,钢中除了发现单纯的MgO-Al2O3外,还发现少量被AlN包裹的MgO-Al2O3.钙处理1.5 min后,在MgO-Al2O3表面有中间产物CaS或CaO形成;钙处理4.5 min后,生成由内到外依次为MgO-Al2O3、CaO-MgO-Al2O3和CaOAl2O3的夹杂物;钙处理10 min后,未反应的MgO-Al2O3消失,CaO-MgO-Al2O3和CaO-Al2O3的成分趋于均匀.通过热力学计算得到了Al2O3/MgO-Al2O3/MgO和MgO-Al2O3/xCaO·yAl2O3的稳定相图,发现在含铝越高的钢中,镁铝尖晶石变性越困难.结合夹杂物的扫描电镜观察、能谱分析和面扫描图分析结果,提出了夹杂物的变性路径:MgO或Al2O3→MgO-Al2O3→CaO-MgO-Al2O3→CaO-Al2O3;在产物的中间层CaO-MgO-Al2O3中,Al2O3含量除了一般情况下的逐渐降低外,偶尔还存在突然升高的情况

通过显微组织分析方法,研究了冷却开始温度及冷却速度对高钢级X100管线钢热模拟试样中M-A岛的体积分数和尺寸的影响.结果表明降低冷却开始温度和提高冷却速度都可以细化组织,导致M-A岛的体积分数降低,使M-A岛由尺寸较大的块状、条状转变成尺寸较小且弥散分布的块状、条状.利用透射电镜观察了热轧后以不同冷却速度冷却所得试样组织中M-A岛的形貌.发现在低的冷却速度下,M-A岛由残余奥氏体、尺寸及取向均不同的马氏体板条组成.在马氏体板条中存在孪晶,证明了碳的扩散,也说明M-A岛中M是孪晶马氏体.在高的冷却速度下,转变为针状、薄膜状的M-A岛弱化了铁素体板条的界面,降低了管线钢的韧性.因此只有控制冷速在一定范围内,才能获得尺寸细小、弥散分布的M-A岛