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

在MRH-3型高速环块磨损试验机上研究了粉末冶金方法制备的316L不锈钢/Y-PSZ金属陶瓷复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与T10钢(HRC45)的耐磨性能进行了对比.考察了316L不锈钢体积分数(30%~50%)、颗粒尺寸(10.8~51.6μm)及对偶环转速(200~280r·min-1)对材料耐磨性的影响.结果表明:随着316L不锈钢含量的增加和颗粒尺寸的增大,或随着对偶环转速的提高,复合材料的耐磨性下降.在本文研究条件下,除个别情形外,所制备316L/Y-PSZ复合材料的耐磨性能优于T10钢;当不锈钢体积分数为30%、颗粒尺寸为10.8Ⅱm时,复合材料的耐磨性能达到T10钢的3.0~3.2倍.316L不锈钢/Y-PSZ复合材料的磨损机理主要为316L不锈钢颗粒剥落和Y-PSZ基体层片剥落

评估了氧和铝在Al2O3中的自扩散参数,分析了其扩散机理.得出:(1)在1770~2100K 温度范围内,氧分压不超过1.0×105Pa时,杂质总含量为30×10-6~500×10-6,Mg,Ti含量低于30× 10-6的未掺杂Al2O3单晶中,氧的自扩散系数与温度的关系式,氧分压和扩散方向对该扩散系数 值影响不明显.(2)在1943~2178K范围,多晶Al2O3中铝的自扩散系数在10-15到10-14m2/s之间, 扩散活化能为 477 kJ/mol.(3)单晶Al2O3中主要杂质为TiO2和 MgO,掺Ti将降低氧的自扩散系 数,增加铝的自扩散系数;掺Mg使氧的自扩散系数略有增加;其他杂质对氧和铝在Al2O3中的 扩散系数影响不大.(4)氧和铝均通过空位扩散

利用FLAC3D软件模拟了露天爆破荷载作用下地下洞室群的动态响应.采用IDTS3850测试仪实测爆破振动数据,利用萨道夫斯基经验公式计算在最大装药量和最短爆心距情况下的爆破振动参数;将速度时程转换为应力时程,并利用FLAC3D内置的Fish函数,通过在边界节点或内部节点上输入动力荷载时程来实现动力加载,然后从塑性区、位移和应力方面对动力模拟和静力分析结果进行比较,得出动力荷载对洞室群稳定性的影响状况.研究表明:爆破振动会加大洞室群的竖直位移,尤其是洞室间交叉区域的位移;施加动力荷载后,对静力作用下所产生的应力集中有一定的卸荷作用,还会增大洞室壁的片帮,但不会使洞室群整体破坏

利用隧道窑工艺对宝钢不锈钢除尘灰进行处理.该工艺过程是将焦粉(添加量为除尘灰质量的35%)外置在除尘灰周围,并添加三种不同比例的铁鳞,在碳化硅罐中还原42 h,还原温度为1200℃.研究表明:该工艺条件能够实现不锈钢除尘灰的烧结,且通过加入铁鳞(添加量为除尘灰质量的20%)可以经济有效地提高烧结物的强度;铁鳞的加入提高了铁品位,但会降低镍、铬品位.针对金属化球团中镍、铬的金属化率难以检测出的情况,提出了一种金属还原率的估测方法,并将其应用到本实验中,得出在隧道窑工艺条件下铁和镍的金属化率分别为92.55%和97.83%,铬的金属化率最少可达到35.5%

基于钢铁流程的精准设计思想,提出了甘特图组合产能核算的两步设计法.首先依据产品大纲,利用传统设计方法确定初始流程;然后根据合理的甘特图组合模式和产品大纲中各类钢种的产量比例,建立甘特图组合模式方程组,利用逐次松弛迭代法进行求解,计算得到流程的产能.结果显示流程产能小于传统设计法中各工序的产能.通过甘特图组合产能核算,分析了脱碳转炉公称容量和连铸机拉速对流程产能和工序作业率的影响规律,找出了对应脱碳转炉不同公称容量的流程合理产能规模和应达到的连铸机拉速水平

通过现有铁源利用及碳冶金流程分析,提出了太阳能光伏非碳冶金概念.太阳能光伏非碳冶金研究包括高温冶炼、非碳还原介质的选择及还原-熔融三个方面.自主设计制造了1kg容量的太阳能非碳冶金系统,进行了三类非碳冶金实验.实验结果表明太阳能光伏非碳冶金在技术上可行,自主设计制造的太阳能光伏非碳冶金系统均能满足冶炼要求.高温冶炼实验光伏电池转换率9.8%,钢水热焓占总能量消耗5%;非碳还原制铁实验电解法电流效率平均为85.1%,最高可达97.6%;氢还原Fe2O3还原度影响因素由强到弱依次为:气氛、温度、时间、粒度.根据实验结果,研究还需深化,以寻求太阳能光伏非碳冶金系统更好的经济性、稳定性及可操作性

利用液压伺服试验系统和声波监测仪开展了岩石和混凝土材料声发射特性试验研究,并在试验基础上研究了损伤变量与声发射参数之间的量化关系.结果表明,损伤变量与声发射参数呈线性关系.采用基于Weibull分布的损伤本构模型及损伤变量与声发射数间的经验公式,推导出应力、应变参量与声发射数参量的耦合模型,该模型参数可以根据应力-应变全曲线及损伤变量与声发射数关系曲线的几何边界条件确定其表达式,方式简单适用.通过与岩石和混凝土试样单轴压缩试验实测结果对比,证实模型可以很好地反映单轴受压状态下岩石和混凝土的应力、应变与声发射数的耦合关系

通过测量大庆地区区域土壤的理化性质以及碳钢的短期腐蚀数据,分析土壤传质过程的逻辑关系,构建了碳钢短期土壤腐蚀预测模型.通过用该模型在BP人工神经网络中进行学习、训练及模拟,并与现场碳钢埋片腐蚀实验结果对比,进一步验证了腐蚀模型的合理性.结果表明:含水量、空气容量、pH、Cl-含量、SO42-含量和可溶盐总量六种土壤环境参数为影响区域土壤中碳钢腐蚀的主要因素;运用基于Matlab平台的人工神经网络,通过不断地积累土壤腐蚀信息,多次训练后可以建立起稳定性好、泛化能力强的土壤腐蚀预测模型,能较好地预测了大庆地区碳钢在土壤中的腐蚀速率

针对航空用钛合金开发了一种不采用氢氟酸、甲醇、铬酐类等有毒物质的低毒、无刺激、环保型电化学抛光工艺,并采用光学显微镜、原子力显微镜等方法对电化学抛光后的钛合金表面形貌进行研究.该工艺所用溶液由无水乙醇、乳酸、高氯酸和高氯酸钠组成,将Ti-10V-2Fe-3Al钛合金在直流电源恒电流模式下电化学抛光,可以通过改变抛光时间、电流密度和高氯酸浓度等参数控制腐蚀深度.分别在体积分数为5%,10%和15%的三种高氯酸溶液中和在20,25和30 A·dm-2三个电流密度下进行电化学抛光.抛光后的钛合金表面形貌观察结果表明:在高氯酸含量较低(5%)的溶液中以20 A·dm-2电流密度抛光可以取得较理想的效果