碳含量对渗硼过程影响的试验研究

本文通过对渗硼机理的研究，认为碳是影响渗硼的主要因素之一。在此基础上，通过试验确定当碳含量为0．35～0．45％时，其硼层质量较好。对低碳钢可采用预渗碳—渗硼工艺，而对高碳钢则可采用预脱碳—渗硼工艺。     

预变形对碳钢渗硼组织的影响

低碳钢（０． ２０％ Ｃ）渗硼后获得由 ＦｅＢ层和 Ｆｅ２Ｂ层组成的硼化物层；高碳钢（１．０％ Ｃ）渗硼后则获得几乎由单－ Ｆｅ２Ｂ层组成的硼化物层．而中碳钢（０． ４５％ Ｃ）的硼化物层则由若干个 ＦｅＢ层和Ｆｅ２Ｂ层组成的亚层所构成．预变形可使低、中碳钢的硼化物层减薄，尤其当预变形量较小（２０％）或较大（６０％）时；而对于高碳钢，预变形则使其增厚，特别在中等变形量（４０％）时．     

20MnSi钢筋冷却的淬透层深度

通过数值方法求解20MnSi钢筋在线冷却过程中的温度场，进而求得组织场，并分析了各控冷工艺参数对20MnSi钢筋在线冷却过程中的淬透层深度的影响．结果表明：组织场的实验结果与计算结果符合较好，可以通过调整控冷工艺参数控制淬透层深度，为得到高强钢筋需要增大冷却水量，降低冷却水温；钢筋端面单元剖分的粗细会影响计算结果，使淬透层深度与控冷工艺参数之间呈阶跃式变化．     

渗硼层的制备及其在锌液中的耐蚀性

为提高低碳钢的抗锌蚀能力，采用固态渗硼工艺在低碳钢的表面形成了致密的铁硼化合物保护层．通过正交实验方法确定了最佳渗硼工艺参数，并对不同工艺条件下所获得的渗硼层的力学性能与耐锌液腐蚀性能进行了系统研究，成功制备了具有良好的抗锌蚀能力的渗硼层．     

激光表面Cr－Ni合金化层的成分控制与抗蚀性

作者借助光学显微镜、电子探针和互射线衍射仪研究了激光工艺参数及预涂复层（Ｃｒ－Ｎｉ）厚度对低碳钢熔区的成分、显微结构、形状系数以及耐蚀性的影响．实验结果表明，激光功率和预涂复层厚度极大地影响表面合金层的成分合量、分布及合金层的宽度与深度，但受扫描速度的影响较小．通过近取适当的工艺参数，可以获得合金成分均匀分布的表面合金层，在５％Ｈ２ＳＯ４中耐蚀性可以与１８－８不锈钢相媲美．     

低碳钢相变过程微观结构模型

通过定量金相的方法研究了连续冷却过程中低碳钢的相变组织，在分析研究相变影响组织因素的基础上，构造了低碳钢的相变动力学模型Ｘ＝１－ｅｘｐ（＝０．６４２ｔ＾０．０８６），以及相变后的铁素体晶粒尺寸模型Ｄα＝５．７×Ｄγ＾０．４６×Ｃｒ＾－０．２６。     

Ti3SiC2的高速摩擦特性及摩擦氧化行为

研究了高纯度多晶块体Ti3SiC2高速摩擦特性及摩擦氧化行为．实验在盘-块式高速摩擦试验机上进行，以低碳钢为对磨体，温度25℃，相对湿度23％～25％，滑动速度20～50m／s，法向压强0.1～0．8MPa．结果表明，摩擦系数随滑动速度的提高而减小，而在给定的滑动速度下随法向压强的增大先增大后减小，在40～50m／s的滑动速度和0．8MPa的法向压强下达到最小值0．17．摩擦系数的减小归因为Ti3SiC2表面摩擦氧化层的存在．该氧化层由Ti、Si和Fe的氧化物组成，具有显著的减摩作用．     

Q235钢表面纳米化处理对离子注入的影响

通过高能喷丸处理，在Q235低碳钢的表面得到了一层约20μm厚的纳米晶组织，然后使用金属蒸汽弧离子注入机（MEVVA）对表面纳米化处理前后的试样进行了钛离子注入。研究结果表明，Ti注入Q235钢后，浓度基本上服从Guass分布；经过表面纳米化处理的样品，注入元素浓度与未经处理的相比有了很大的提高，而离子注入的深度则变化不大。浓度升高的主要原因可能是经过表面纳米化处理的试样表面层含有更多的缺陷，注入原子与这些缺陷的交互作用导致了其固溶度的超额增加。     

钛在爆炸复合冲击载荷下的绝热剪切现象

研究了在爆炸复合冲击载荷下工业纯钛和低碳钢（ＴＡ２／Ａ３）爆炸复合界面层附近ＴＡ２侧出现的绝热剪切带（ＡＳＢ）内的显微组织，表明其ＡＳＢ内具有等轴微晶组织特征并未发现微裂纹，ＡＳＢ内的显微硬度比附近基体略高，对仅在ＴＡ２侧产生ＡＳＢ，而在Ａ３侧从未观察到．这一现象从材料－力学－热学上进行了综合分析讨论．结果表明：应变丰和应变都影响绝热剪切过程；在爆炸复合冲击载荷这一近似绝热条件下，材料本身的物理性能（如比定容热容ｃｖ，密度ｐ等）、刀学性能（如导热系数ｋ）都影响ＡＳＢ产生的倾向性．     

双辊铸轧新型耐候带钢的研究

采用场发射电子探针显微分析仪、扫描电镜、光学显微镜以及恒温恒湿实验箱等研究手段,对双辊铸轧含磷铜低碳钢薄带进行了系统的分析.实验结果表明,铸轧薄带表面附近有富磷层形成,而基体中磷的浓度远低于薄带的名义磷含量.铸轧磷铜钢薄带经冷轧和退火处理后,具有较好的塑性,甚至当磷质量分数高达0.26%时,延伸率仍然在30%以上.同时,它的耐蚀性远优于通过传统工艺方法而获得的磷铜钢薄带,特别是当磷质量分数超过0.15%后,经过一定的腐蚀时间后,它的表面将会产生一层致密的磷化层保护膜,从而使其具有极强的耐蚀性.     

倾斜式冷却剪切制备半固态Al-Mg合金

利用自制的实验装置对倾斜式冷却剪切技术制备半固态Al Mg合金进行了研究·液体合金在倾斜的冷却板表面非均匀形核并受到重力的剪切作用,合金逐渐从粗大等轴晶网络演化为细小的球形晶·控制浇注温度在660～690℃范围内可以获得良好组织的半固态坯料,很好地改善了常规铸造高Mg合金中出现的羽毛晶·冷却板表面性质对合金组织具有重要影响,表面干净并具有一定粗糙度的冷却板制备出的合金组织优良·     

基于时滞BP神经网络的铸坯表面温度预报研究

为了快速准确地计算连铸方坯表面温度,提出了基于时滞BP神经网络的温度预报模型.由于传统的基于机理的模型需要直接求解偏微分方程,导致模型的求解消耗时间过长.为了满足连铸动态控制与优化的需求,研究了连铸方坯的传热机理,根据连铸过程热传导的特点,建立了基于时滞BP神经网络的温度预报模型,以历史时刻的表面温度和当前时刻水量作为神经网络的输入,以下一个时刻表面温度作为神经网络的输出.该模型可以快速预报连铸方坯表面温度的动态变化情况.并且依据某工厂的真实数据进行实验,表面温度的预报最大相对误差小于0.1%,取得了较好的实验结果.该方法可以准确地预报连铸坯的表面温度.     

复合铸锭包覆铸造的数值模拟

建立了一个用来描述4045/3003复合铸锭包覆铸造过程的数学模型,对包覆铸造过程中的流场和温度场进行了数值计算,重点针对铸造速度对流场、温度场的影响规律,并将计算结果和实验测温结果进行了对比.结果表明,适当提高铸造速度有利于两种合金的复合,但是铸造速度过大时,导致芯材支撑层厚度太薄、温度太高,以致复合界面处发生重熔,复合失败,为保证包覆铸造过程的顺利进行,较为合理的铸造速度应为100mm/min.计算结果和实验测温结果存在良好的对应关系,微观组织表明两种合金的结合是一种冶金结合,模拟结果可有效预测界面复合成功与否,对进一步优化包覆铸造工艺方案提供科学指导.     

介孔SBA-15/SiO2气凝胶硅-硅复合材料的制备和性能

以有序介孔二氧化硅颗粒SBA-15 为添加剂,利用酸碱两步法制备 SBA-15/SiO2气凝胶硅- 硅复合材料. 研究SBA-15添加量对气凝胶复合材料的形成过程和性能的影响,采用扫描电镜和氮气吸附-脱附对样品的结构进行表征,并测试其力学性能和热导率. 结果表明:少量有序介孔二氧化硅材料SBA-15的加入能大大缩短二氧化硅气凝胶形成时间,提高气凝胶复合材料的力学性能,并保持较低的热导率,而材料的比表面积仅略有下降.     

小切深条件下磨削加工表面的温度场及表面完整性

基于矩形热源模型对小切深磨削加工表面温度场进行了建模及数值仿真.采用45钢作为工件材料,研究了磨削过程中不同磨削参数条件下工件表层温度场分布规律及表层金相组织特征.结果表明:在小切深条件下,磨削区的最高温度随着磨削深度的增加或者工件速度的降低而增大,磨削深度对表层最高温度的影响大于工件速度的影响;工件速度对表层温度梯度的影响大于磨削深度的影响,磨削区温度并未完全达到相变温度.     

纳米刚性粒子对硬质PVC的增韧增强效果

研究了纳米碳酸钙复合ACR对RPVC的增韧增强效果及纳米碳酸钙复合ACR和CPE的协同改性效果.实验结果表明,采用自制的纳米碳酸钙复合ACR对RPVC的增强增韧效果显著,且在其与CPE的复合改性体系中,纳米碳酸钙复合ACR与CPE产生了协同效应.通过扫描电镜显示,在此复合改性体系中,出现了拉丝及网化结构,使低温韧性大幅度提高.     

分散镶铸高锰钢复合材料组织与性能分析

采用分散镶铸工艺在高锰钢铸件内镶铸多状弹簧钢丝骨架，浇注后得到了复合材料试棒。在实验室采用金相、硬度试验、电子探针等手段对复合材料铸态及水韧处理后的组织、性能、元素扩散等进行了分析，并进行了耐磨性试验。金相分析结果表明：分散镶铸后，６５Ｍｎ钢丝在高锰钢铸件内部产生了良好的冶金结合，水韧处理后形成了网状纤维马氏体组织，从而提高高锰钢件在低冲击磨料磨损条件下的耐磨性，电子探针分析结果显示了锰元素在复合     

板坯连铸结晶器数值模拟

运用Fluent 6.3对板坯连铸结晶器进行数值计算,研究拉速、水口浸入深度及水口开口角度对流场的影响.结果表明:对于断面1400 mm×230 mm结晶器,随拉速增加,液面最大水平和垂直流速均增加,而窄边冲击点的位置基本不变,随距液面距离增加,窄边速度先增加后减小,直至趋向于零;当拉速超过1.2 m.min-1时,液面水平速度增加明显.随水口浸入深度增加,液面最大水平流速减小,浸入深度超过140 mm时,最大水平流速变化不明显;垂直于液面方向的最大速度逐渐增加;对窄边冲击点影响较小.随水口开口向下角度增加,液面最大水平流速减小后增加,水口开口向下12.5°时液面最大水平流速最小,而水口开口向下10°～12.5°时窄边冲击点速度最小.     

低频电磁场对水平半连续铸造7075铝合金的影响

采用实验的方法研究了低频电磁场对水平半连续铸造铝合金的表面质量及铸态组织的影响·将使用传统水平半连续铸造生产出的铸锭与低频电磁水平半连续铸造生产的铸锭进行了比较·研究结果表明,低频电磁场可有效地减少铸锭的表面缺陷并显著改善铸锭的微观组织·此外,提高磁场的强度或适当降低磁场的频率均有利于对铸锭质量的改善·实验所采用的安匝数及频率范围中,最优的条件分别为10000,30Hz·     

基于40Cr高温动态力学性能的磨削表面动态再结晶行为

通过分离式霍普金森压杆(SHPB)实验得到了40Cr合金钢在高温高应变率下真应力-真应变曲线，据此确定了材料发生动态再结晶的临界条件.采用解析法和实验法分别求解了磨削强化层的温度场和塑性应变场分布.结果表明，磨削强化层在磨削深度方向具有较大的温度和塑性应变梯度;150μm强化层内会发生奥氏体转变;磨削表面最高温度可达1060℃.在磨削亚表面60μm内会产生剧烈的塑性变形，达到了再结晶的临界条件.较大的磨削深度使磨削强化层塑性应变增大，再结晶现象越充分，微观组织细化程度越高.