基于热膨胀法与相体积计算模型研究连铸坯冷却过程中奥氏体相变行为

采用热膨胀仪测试研究了Q450NQR1钢连铸坯5℃·min-1及20℃·min-1冷却速率下的线性热膨胀(△L/L0)和热膨胀系数随温度的变化规律.在此基础上,建立了一种基于平均原子体积的相体积计算模型,量化研究了奥氏体相变过程中各相体积分数的变化规律,并在将计算结果与显微组织观察结果对比分析基础上,讨论了连铸冷却速率对铸坯奥氏体相变过程的影响.结果表明：该计算模型可以较为准确地描述铸坯的奥氏体相变过程,适用于多相连续析出相变;随着冷却速率的增大,铸坯热膨胀曲线中对应于铁素体和珠光体析出的两个变化峰向低温区移动,峰值明显增大;冷却速率由5℃·min-1上升至20℃·min-1时,铁素体及珠光体起始析出温度分别降低约32℃和37℃,最终体积分数分别由0.894和0.106变为0.945和0.055.     

多特征点铁水成分的热分析

加入白口化元素迫使铁水凝固成白口,使铁水的冷却曲线被扭曲,并失去了热分析冷却曲线一些重要的特征点。用铁水凝固成灰口的冷却曲线上的5个特征点作为预报铁水化学成分的判据,可以提高预报成分的精度。化学成分C、Si和5个特征点的线性相关程度是不同的。其它化学成分和铁水重熔次数也影响预报成分C、Si的精度。还提出铁水白口化倾向的补偿当量的定量表示法。     

Si对高Si／C比灰铸铁奥氏体枝晶数量的影响规律

本文运用定向凝固方法，在没冷却条件下对不同成分灰铸铁的凝固过程运用微分仪进行热分析，结果表明：在碳当量相同的条件下，随着Ｓｉ／Ｃ比的，Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ合金的最小共晶凝固温度升高，并进一步分析了Ｓｉ使高Ｓｉ／Ｃ比灰铸铁奥氏体枝晶数量增加的原因，提出了Ｓｉ促使灰铸铁共晶共生区向右偏移的一论断，并利用出现奥氏体枝晶的临界冷却速度，并定量地描绘出了硅使得共晶共生区向左偏移的曲线。     

稀土高碳当量灰口铸铁组织与性能的研究

本文研究了利用稀土合金改善高碳当量灰口铸铁质量的可能性,稀土合金对高碳当 量灰口铸铁组织和性能影响的规律,以及稀土夹杂物在铸铁各相中分布的规律．发现了 稀土合金加入量与铸铁的机械性能之间明显的对应关系——“双峰值效应”。对稀土高 碳当量灰口铸铁的某些高温机械、物理、化学性能进行了研究。结果表明稀土合金加入 到高碳当量灰口铸铁中以后能净化铁水,改善组织,并提高其性能．     

货油舱用耐蚀钢连续冷却的转变规律

在MMS-300热模拟试验机上测得货油舱用耐蚀钢在不同冷速下的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,研究了该耐蚀钢变形和未变形过冷奥氏体冷却过程中的组织演变,建立了连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,动态CCT曲线较静态CCT曲线明显向左上方移动,提高了奥氏体转变的开始温度;随着冷却速度的增大,显微组织由多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体逐渐过渡到针状铁素体、粒状贝氏体,最后为板条贝氏体和马氏体.     

灰铸铁硬度变化的唯象联系与本质规律

通过建立数学模型，探讨了化学成份、组织结构等因素对灰铸铁硬度的影响规律。结果表明，灰铸铁的硬度不仅与基体中珠光体的含量和细化程度有关，而且在很大程度上还取决于铸铁结晶过程中初生奥氏体量及其共析转变的结果。     

热轧高碳钢线材组织-性能预报系统

在模拟实验和工业试验验证的基础上,建立了高碳钢高速线材在轧制和冷却过程中组织演变及力学性能系列模型,包括临界应变、奥氏体动态及静态再结晶、奥氏体相变体积分数、珠光体片间距以及组织-性能关系等子模型.基于以上模型,开发了一个模拟程序,对高速线材生产的物理冶金过程进行了仿真计算,得到轧件的温度场、奥氏体晶粒尺寸演变、最终组织特征和力学性能.模拟结果显示主要轧制温度及最终组织性能与现场实测结果吻合较好.     

电磁场对铸铁石墨生长的影响

设计了交替换向的行波磁场,研究在铸铁凝固过程中,施加换向行波电磁场产生的脉冲作用对铸铁石墨生长及其凝固组织的影响·结果表明:在脉冲电磁场的作用下,灰铸铁凝固组织中奥氏体枝晶数量明显减少,石墨粗化;球化处理后,凝固组织中球状石墨数量减少,蠕虫状石墨增多,蠕化率显著提高,为稳定蠕墨铸铁的蠕化率提出一个新途径·讨论了电磁场对石墨生长影响的机理,认为脉冲磁场的电磁搅拌作用和感生电流的热效应破坏了石墨核心周围奥氏体壳的稳定性,促进石墨的分枝生长,形成蠕虫状石墨·只有在残留镁量和残留稀土量足够或残留量较高时,脉冲磁场的干扰能够稳定蠕化率;蠕化剂加入量不足时,磁场干扰只能促进形成片状石墨,不能形成蠕虫状石墨...     

含铌微合金低碳钢的连续冷却过程的相变

用Gleeble-1500热力模拟实验机研究了含铌微合金低碳钢在不同变形条件下连续冷却过程的相变规律,利用热膨胀法结合金相法建立了静态和动态的连续冷却转变曲线,分析了变形参数对组织的影响规律.研究表明,高温变形促进了珠光体相变,在950℃以上,变形温度的升高导致铁素体转变区减少;从贝氏体转变开始温度看,950℃变形促进了贝氏体相变;在相同变形温度下,随着变形量的增加,先共析铁素体的量增多,贝氏体量减少;在900℃以下变形促进了高温等轴铁素体的形成,抑制了贝氏体的相变.     

TRIP钢在连续冷却过程中的相变行为

与普通C-Mn不同,热轧生产TRIP钢需要着重考虑合金质量分数、冷却速率和剩余奥氏体碳浓度对相变行为的影响.以Avrami方程为基础,确定了热轧低碳Si-Mn系TRIP钢相变动力学模型参数,并定量地分析了不同w(Si)、变形量和冷却速率对热变形奥氏体相变的影响.应用该模型预测的CCT曲线与实测值符合得较好.计算结果表明,w(Si)或变形量增加都会促进铁素体相变,从而有利于剩余奥氏体中碳质量分数的增加.     

40SiMnV非调质钢强韧性的研究

本文研究了热加工工艺对40SiMnV非调质钢的金相组织、常规力学性能、断裂韧性、疲劳特性等机械性能的影响。研究表明,这种非调质钢具有与40Gr调质态相近的强度、缺口疲劳极限及小能量多冲抗力,但韧性指标较低。非调质钢的强韧性取决于金相组织中珠光体与先共析铁素体的相对含量、先共析铁素体的晶粒大小及沉淀硬化能力。先共析铁素体的组织参数受原奥氏体晶粒直径、冷却速度及热加工方式(轧制、锻造、正火)的控制。通过回归分析,建立了机械性能与微观组织参数间的数学模型。对非调质铜的性能特点及应用前景进行了讨论,并提出了获得良好的综合机械性能的热加工工艺优化原则。     

活性炭储能骨料对相变混凝土压拉强度和导热性能影响的试验与分析

为了制备具有保温储热能力,同时具有一定强度的新型混凝土材料,对不同活性炭储能骨料掺量的相变混凝土进行了抗压强度、劈裂抗拉强度和导热系数试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明,掺入活性炭储能骨料降低了相变混凝土的抗压、劈裂抗拉强度,活性炭储能骨料掺量在15%以内,相变混凝土的强度损失率不超过10%。相变材料为液态时相变混凝土的导热系数略大于相变材料为固态时的导热系数,增加幅度低于5%。随着活性炭储能骨料掺量的增加,相变混凝土的导热系数增大明显,满足保温要求,活性炭储能骨料的掺量应在15%以内。     

显微组织对无限冷硬铸铁轧辊热疲劳性能的影响

文章介绍在无限冷硬铸铁轧辊上切取板状热疲劳试样,在自制的热疲劳试验机上进行了冷热循环实验,研究了显微组织对无限冷硬铸铁热疲劳裂纹萌生及扩展的影响.结果表明,热疲劳裂纹在石墨尖端处、珠光体基体及共晶碳化物中萌生;热疲劳裂纹主要在钢基体与共晶莱氏体界面处、钢基体内扩展及穿越共晶碳化物.     

Al对高碳钢连续冷却转变行为的影响

通过热处理试验结合热力学与动力学计算,研究连续缓慢冷却过程中Al元素对高碳钢组织转变的影响。结果表明,未添加Al的高碳钢中,显微组织由马氏体及残余奥氏体组成,含1.37%Al的高碳钢中出现了体积分数为5.1%的珠光体组织,且宏观硬度降低了约0.8HRC,这是由于Al的加入能使高碳钢的共析点向高温高碳方向移动,提高了珠光体转变的临界冷却速度及相变开始温度,加速了珠光体组织的形成。     

Formation kinetics of austenite in pearlitic ductile iron

This work evaluated the isothermal transformation of austenite in unalloyed pearlitic ductile iron and drew the isothermal phase diagram of austenitization in the ductile iron. Austenite forms at grain boundaries and then grows up to graphite regions during austenitization. The formation kinetics of austenite complies with the Avrami equation, in which the parameter (n) ranges from 4.71 to 4.99. The start time and finish time of transformation can be calculated at each temperature using the Avrami equation.     

碳纳米管复合材料的有效热导率

考虑到碳纳米管的空间取向分布特征,建立了碳纳米管复合材料的有效热导率模型。根据Maxwell理论,推导出了计算碳纳米管复合材料有效热导率的简单公式。应用实例表明,该模型能够很好地解释在碳纳米管纳米流体中观察到的热导率异常增加现象,还可以用来分析纳米管复合材料的渗流性质,而且理论计算结果与实验结果吻合较好。     

奥氏体——贝氏体球铁显微组织及等温转变过程的研究

本文作者利用X射线衍射及电子显微技术对不同热处理工艺的奥氏体——贝氏体球铁的显微组织进行了定性及定量分析,并在此基础上着重讨论了球铁等温淬火的转变过程,在本文中论述了奥氏体化温度、时间,等温温度、时间对残余奥氏体含量、合碳量、硬度HV值以及贝氏体形态的影响,还讨论了残余奥氏体含量与含碳量之间的关系。     

合金钢的热导率计算

基于大量钢的热导率数据,采用多元线性回归方法建立了合金钢的热导率和化学成分的定量关系式.回归分析结果表明,用强碳化物和非强碳化物形成元素的总质量分数,Si和C的质量分数作为多元线性回归的自变量是合适的.由于和基体Fe的外层电子结构的显著差异,Si元素对钢的热导率的减小效果远大于过渡族元素;C元素增加钢的热导率是由于C原子的增加使更多的碳化物形成元素分配到碳化物中,从而减弱了这些元素对基体热导率的影响.     

天然气吸附用活性炭-膨胀石墨复合吸附剂试制

为减弱天然气吸附（ANG）存储过程中的热效应,采取提高吸附剂热导率的技术路线,通过采用正交试验设计法,研制活性炭和膨胀石墨复合吸附剂,并由储罐吸附床典型部位在充放气过程的温度变化,校验复合材料的有效性。结果表明,活性炭比表面积为2074 m2/g时,选择活性炭与膨胀石墨质量混合比例1∶1、膨胀石墨制备时间30 s、制备温度600 ℃、成型压力9 MPa时制备复合吸附剂的热导率最大。设计容积为1385 mL的扁平形储罐,在充放气速率为15 L/min,最大充气压力为3.5 MPa条件下,吸附床填充复合吸附剂时,储罐中心温度波动将减少约12 ℃,应用活性炭-膨胀石墨复合吸附剂能减弱吸附热效应。     

铜-碳纤维复合材料热传导性的测试与分析

铜-碳纤维复合材料无论用做结构或功能元件,其热传导系数都是重要的物理性能指标之一。这类复合材料的热传导性能主要取决于其组成中的碳纤维含量与排布方式。由于碳纤维本身物理性能的显著方向性,因此研究其排列方式对热传导性能的影响具有重要的理论与实际意义。本文对几种不同碳纤维排列方式复合材料的导热系数的实测值与理论值进行了比较,证实复合材料在垂直于纤维方向上的导热系数不能简单地用混合法则进行估算。