通过冶炼实验研究Mn、Cr和Ni对不锈钢凝固模式及铸锭氮含量的影响，探讨影响氮含量的关键因素，并分析合金元素对钢液与铸锭中氮含量影响的相互作用系数的区别.实验结果表明，影响氮含量的因素主要为钢液中氮的溶解度和不锈钢的凝固模式.增加钢液中氮的溶解度、改变凝固模式由F→FA→AF→A时，不锈钢的溶氮能力提高，氮气的溢出量减少，氮含量增加.随Mn含量增加，铸锭中氮含量线性增加，而随Cr和Ni含量增加，氮含量的变化均存在三个特征阶段.分析认为：Mn含量变化不改变凝固模式（FA），相互作用系数ENMn为-0.0286，与钢液中相近；而随Cr和Ni含量增加，凝固模式分别依次经历F→FA→AF→A和FA→AF→A模式，相互作用系数ENCr和ENNi非定值，分别为ENCr=-0.046和-0.011，ENNi=-0.011和0.033

根据合金凝固理论和体积平均多相模型,对NH4Cl-70%H2O凝固过程进行了数值模拟和实验验证.虽然研究者已研究过NH4Cl-70%H2O凝固过程,但是只针对单个现象进行分析,比如通道偏析的形成、对流形式以及晶粒的形成.在前人研究的基础上,本文首次通过数值模拟和实验对比两种手段相结合的方式全面地研究了氯化铵水溶液凝固整个计算域的全部现象,尤其再现了等轴晶在铸锭中的下落漂移现象以及由此引起的对流,并且更深入地探究了偏析的形成原因.通过计算发现等轴晶从型壁处沉降并逐渐向铸型底部积聚,直到体积分数达到一临界值后,柱状晶停止生长,完成柱状晶向等轴晶转化过程.由于溶质再分配,底部晶粒集中的区域形成了负偏析,在尚未凝固的上部区域形成较大范围的正偏析.通过实验验证发现,等轴晶在铸锭中的下落漂移现象和对流形式的预测值与实验值较为一致,从而全面揭示出凝固过程中固相的移动和对流是产生宏观偏析的关键因素

采用 Sn-15%Pb 合金作为实验材料, 在保持熔体过热 90℃的条件下, 对其进行不同时间的电脉冲孕育处理. 利用金相组织观察和热分析等手段来评价电脉冲孕育处理对合金凝固组织和凝固过程的影响.结果表明:经电脉冲孕育处理后,Sn-15%Pb 合金凝固组织发生了明显的变化,凝固组织中的富 Sn 初生相形态从树枝晶转变为颗粒状;与凝固组织的变化相对应,合金的凝固过程也发生了明显的改变,初生相形核的最低温度有较大幅度的提高;但随着电脉冲处理时间的延长,凝固组织中粒状晶的数量总体呈现出\少-多-少-多\的周期性变化规律;与之相对应,初生相形核温度的变化也随电脉冲孕育处理时间的延长呈现出周期性

研究了铜铬合金的连续走向凝固的工艺条件及相互之间的匹配关系,以及铜铬合金的显微组织及其表面缺陷形成的原因.结果表明:结晶器高度10~25mm,冷却距离25 mm,合金温度1210~1280℃,牵引速度0.2~1.0mm/s,冷却水量720L/h时,可制得Cu-0.6% Cr合金材料

对当前已提出的有关热裂判据进行了分析;基于实验结果及力学强度理论揭示了传统热裂应变理论的不足,提出了热裂为本质塑性断裂及热裂势的概念,并建立了其凝固力学判据

利用电阻炉研究了凝固条件对AlSi7Mg 合金半固态加热时组织的影响.研究表明:电磁搅拌的AlSi7Mg 合金在589或597℃下保温,在较短的时间内(5~10 min),共晶体即可重熔,α相可转变为球状,而且保温温度越高,试样共晶体重熔和α相球化的过程越快;相比较,未电磁搅拌的细小枝晶的AlSi7Mg 合金在同样的加热温度下,即使保温60min,也无法获得完全球状α相的半固态组织

大量实验证明,铸态组织中二次枝晶臂距主要受冷却速度或凝固时间的影响。本文对FGH95和Rene’95氩气雾化的、不同粒度级的粉末颗粒测定了二次枝晶臂距,计算了冷却速度Ṫ、完成凝的固时间tf、凝固速度R及固—液界面前沿温度梯度G。结果表明:两种粉末粒度在-60—+320目范围内冷却速度为103-104℃/s,凝固时间为10-1—10-2s。随着粉末颗粒减小,冷却速度增加,G/R值增大,粉末颗粒的凝固从以树枝晶为主的方式逐渐转变成以胞状晶为主的方式,用G/R值来判断凝固组织中的碳化物形态不是唯一因素

·本章主要内容:合金相与组织形成的规律,特别是成分、温度对相与组织的影响规律。合金相图是重要研究工具。 ·相图:合金结晶过程的简明图解,反映不同成分合金在不同温度下所存在的相及其相平衡关系,以了解合金在温度变化时的相变过程及组织形成的规律。是分析合金组织、确定热加工工艺、预测材料性能的依据

从凝固偏析理论、凝固方法、生产工艺及合金设计等方面,综述了H13钢中液析碳化物的研究进展,阐明了H13钢的生产工艺对液析碳化物析出的影响.H13钢中的液析碳化物是由于凝固偏析而在枝晶间区域产生的,根据形貌的不同可分为多边形、长条形、块状及共晶的层片状;根据结构不同可分为MC型、M6C型、M7C3或M23C6型;根据成分的不同可分为富Mo型、富V型和富Ti、Nb型.H13钢在服役过程中,受外力作用时会在液析碳化物处形成裂纹,严重降低材料的韧性,控制液析碳化物的数量和尺寸可以减小其危害.工业生产条件下控制H13钢中液析碳化物的主要手段有凝固控制、变质处理、铸锭高温扩散和合金成分优化等.其中凝固过程控制及变质处理可以控制液析碳化物的尺寸、数量及在凝固过程中的生成时机,但无法完全避免液析碳化物的产生.对H13钢进行合金成分优化可以改变液析碳化物的稳定性.铸锭高温扩散是控制H13钢中液析碳化物的最主要手段,但工业生产中采用的具体加热温度和保温时间有待进一步研究

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