热送热装工艺中连铸板坯保温过程传热模型研究

建立了热送热装工艺中连铸板坯保温过程传热数学模型及下线坯冷却过程传热数学模型 ,并对计算结果进行了验证 ,证明模型可用于预报不同操作条件下铸坯在保温坑保温过程及下线冷却过程中温度变化和热状态 ,给出连铸板坯出保温坑时的温度分布 ,为连铸板坯热送热装炉提供温度查询依据 保温坑有明显的保温作用 ,但保温时间不应超过 1 0h,缩短铸坯在保温坑内的传搁时间和尽可能使坑盖保持关闭状态是提高热送温度的有效手     

利用SHS熔铸工艺制备Cu-Cr复合材料

以Cr2O3-CuO-Al为反应体系，提出了制备大功率真空断路器Cu-cr触头复合材料的SHS熔铸工艺，分析了反应体系的热力学原理、SHS产物的凝固过程和最终获得材料的显微组织状况；研究了产生Cu-Cr合金熔体过程中的冷却速度对复合材料凝固组织的影响，结果表明，将SHS技术和铸造工艺结合起来，可以实现Cu-Cr复合材料的同步合成与液态成形一体化；而且，提高冷却速度，可获得晶粒细小的Cu-Cr复合材料。     

包容核废物的钛酸锶人造岩石SHS-致密化的影响因素

采用自蔓延高温合成(SHS)与加压致密一体化技术制备了包容锶核素(Sr2+)的钛酸锶(SrTiO3)人造岩石固化体. 通过实验分析SHS产物致密化的影响因素,确定了钛酸锶反应体系自蔓延高温合成时的最佳工艺参数:预制块相对密度为54%左右;预压力为10MPa,加压时间为4s;致密化时高压压力为300MPa,高压保压时间为8s.     

FTSC薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

建立FTSC薄板坯连铸结晶器内铸坯的凝固传热模型,对凝固传热方程进行了离散化,应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述了凝固坯壳的温度分布与坯壳生长历程。模拟结果与连铸实际过程基本一致为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。     

FTSC薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

建立FTSC薄板坯连铸结晶器内铸坯的凝固传热模型,对凝固传热方程进行了离散化,应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述了凝固坯壳的温度分布与坯壳生长历程.模拟结果与连铸实际过程基本一致为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据.     

减振器连杆高频感应淬火工艺的温度场有限元模拟

对不同感应淬火工艺处理的连杆进行了其表层显微硬度测试．应用有限元分析软件AN—SYS／Thermal对高频感应淬火工艺过程中的温度场进行了模拟．模拟分3个部分：感应加热部分、冷却液强制对流喷射淬火部分和空冷部分．分析结果表明，连杆的淬硬层深度与速功比(连杆移动速度与感应输出功率的比值)成线性关系．通过有限元分析计算，证明感应淬火处理连杆表层温度沿深度方向的分布与其硬度分布是一致的，并且速功比相同的连杆淬火温度场一致．模拟结果得到了连杆淬火横截面内各层温度随时间的变化曲线，对制定合理的感应淬火工艺具有重要的作用．     

快速模具低压灌注成型的数值分析

针对快速模具低压灌注成型的原理和工艺特点，建立了分析成型过程的计算模型，在一定假设成立的条件下将成型过程归结为二维非稳态有内热源的导热过程．并运用数值模拟方法，对影响成型过程中反应体系的温度、反应程度的变化及分布的因素进行了数值分析．其结果可提供有关工艺定性和定量的信息，对改进工艺和提高制品质量具有指导作用。     

结晶器内连铸坯热弹塑性应力的有限元分析

建立了结晶器内连铸坯热弹塑性应力有限元分析模型,在推导的热弹塑性本构方程中考虑了材料力学性能,屈服函数随温度和应变速率的变化,模拟计算了结晶器内连铸坏应力分布。模拟结果表明,在铸坯的热节约内,高温坯壳受到拉应力的作用,易于产生裂纹,从而说明铸坯偏角区形成的热节约是连铸坯裂纹缺陷乃至漏钢事故发生的诱因。     

具有金属内衬缠绕压力容器成型全过程应力场分析

基于具有金属内衬复合材料缠绕容器缠绕、固化和预超压3个制造工艺过程的特点，提出一种温度参数当量法模型和虚实单元分析策略，以模拟在缠绕预张力工艺中的力学行为．根据固化反应动力学理论和热传导理论，对具有金属内衬的复合材料纤维缠绕压力容器在固化工艺过程中瞬态温度、固化度和热应力场分布及其变化规律进行了数值分析．采用经典塑性理论为基础的非线性有限元方法，预测了预超压工艺后容器复合材料缠绕层和金属内衬内残余应力场的分布．以一典型的具有金属内衬复合材料纤维缠绕压力容器为例，讨论了在3个工艺过程中工艺参数对容器内应力场分布的影响．结果表明：适合的工艺参数能够提高压力容器的承载能力．     

自蔓延法制备Si3N4粉时的氮气压力

探讨了硅粉在普通氮气和高纯氮气中的高温自蔓延合成反应过程,分析了稀释剂、氮气纯度与压力、成型坯体的气孔率等工艺参数对硅粉自蔓延过程的点火、最高燃烧温度及产物特征的影响.从热力学、动力学及Si3N4热分解过程几个方面分析了低氮气压力下燃烧合成Si3N4的可行性.研究结果表明:只要最高燃烧温度不高于相应氮气压力下Si3N4的热分解温度,就可以用SHS方法合成Si3N4;并在氮气压力为0.6～2.6 MPa时.以纯硅粉为起始原料燃烧合成出游离硅含量小于O.5％,β与α相混合,粒度为1～2 μm的Si3N4粉末;低氮气压力下硅粉的自蔓延合成反应,必须要引入Si3N4稀释荆,压坯气孔率控制在0～70％,否则反应不能进行;体系最高燃烧温度随着氮气压力和压坯气孔率的增加而升高;所需的最低氮气压力随硅粉粒度增大而提高;产物形态沿圆柱样径向有差异,由外到里β—Si3N4相明显增加.     

自蔓延高温合成Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合材料的研究

本研究利用Al/TiO_2自蔓延高温反应直接一步合成了极细Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合粉末和复合材料块。运用X光衍射和电镜扫描对制备的材料进行了物相组织结构分析。结果表明:用自蔓延高温合成法可以制备结构独特的极细Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合粉末;制备的Ti/Al_2O_3金属陶瓷复合材料较致密、细小的Al_2O_3粒子分布均匀。最后用燃烧波前沿激冷淬火法结合差热分析对反应过程进行了分析探讨。     

焙烧对自蔓延法制备的CaB_6粉末中氯含量的影响

考察了焙烧温度及焙烧时间对自蔓延法制备的CaB6中氯含量的影响,利用DSC,XRD及SEM等技术对产物进行了表征.结果表明:自蔓延反应产物是由CaB6,MgO及少量的Ca3(BO3)2和Mg3(BO3)2相组成;浸出产物为纯净的CaB6,其质量分数为96.82%,氯残留量为0.36%.随着焙烧温度升高及焙烧时间的增加,CaB6中氯去除率增加;720℃焙烧6 h,CaB6中氯去除率可达80.12%;焙烧温度过高,氯去除率下降,同时CaB6会氧化变质.     

自蔓延高温反应合成Ti／Al_2O_3梯度功能材料

采用无压ＳＨＳ和爆炸固结＋ＳＨＳ２种工艺分别制备了Ｔｉ／Ａｌ２Ｏ３梯度功能材料，得到的材料组织成分和性能均呈明显梯度变化，且爆炸固结＋ＳＨＳ工艺制得的ＦＧＭ性能明显优于无压ＳＨＳ法制得的ＦＧＭ     

自蔓延高温合成V3TiNi0.56Al0.2贮氢材料

通过对反应体系的绝热温度计算及热力学分析,讨论了V2O5-TiO2-Al体系自蔓延反应进行的可行性.自蔓延高温合成了V3TiNi0.56Al0.2贮氢合金,利用X射线衍射分析(XRD)、能谱分析、扫描电镜(SEM)和金相显微镜等手段对产物进行了研究.结果表明,用自蔓延高温合成法与用其他方法制备的V3TiNi0.56Al0.2贮氢合金的相结构一样.PCT曲线表明该合金具有一定的吸放氢性能,饱和吸氢量为0.092 L/g,略低于其它方法制备的V3TiNi0.56Al0.2的饱和吸氢容量.     

EA/BA/AN/VAC四元共聚物接枝改性天然橡胶的研究

研究了 EA/ BA/ AN/ VAC四元共聚物接枝改性天然橡胶的制备过程中 ,反应温度、引发剂用量、反应时间及单体浓度对接枝聚合反应的影响。结果表明 :采用乳液聚合方法 ,以 KPS/ SHS氧化 -还原体系为引发剂 ,反应温度 6 0～ 70℃ ,引发剂用量1 .3% ,反应时间 2 .5 h为适宜的合成条件。红外光谱证实了接枝共聚物的生成     

自蔓延高温合成法制备 Mo-Al 系金属间化合物

以单质Ｍｏ粉和Ａｌ粉通过自蔓延高温合成方法（ＳＨＳ）制取了金属间化合物Ｍｏ３Ａｌ８．采用Ｘ射线衍射、差热分析和扫描电镜等分析手段对其自蔓延高温合成的过程及产物的特征进行了研究．结果表明,Ｍｏ３Ａｌ８的合成反应为扩散控制的固－液反应,Ａｌ粉的熔化促使合成反应迅速发生;Ｍｏ－Ａｌ间自蔓延过程发生之前有一个孕育期．     

辉光放电膏剂渗硼原理

设计了特殊的探针装置以测定渗硼过程中膏剂内部电位分布:试验表明:在试样上5mm膏剂中相对试样存在40～50V电位差。据此建立的由电解机制作用的渗硼机理的模型解释了本工艺中出现高渗速的原因;通过研究指出了温度、时间和放电功率对渗层厚度的影响规律。用该工艺处理的一系列YG8拉丝模具,在实际使用中其服役寿命显著提高。     

T型方管节点抗火性能的有限元分析

利用有限元程序ABAQUS对高温下恒载作用时T型方管节点的耐火性能进行了分析.有限元模型的精确性通过与有关文献报道的试验结果进行对比得到验证.分析计算时,由于高温引起材料性能衰退,考虑材料非线性以及大变形效应的几何非线性;节点环境温度符合ISO834标准升温曲线;分析方法为间接热力耦合;钢材在高温下的材料性能参数按照在结构抗火方面应用广泛的欧洲规范（Eurocode 3）采用.研究了T型方管节点在不同荷载水平作用下,主管变形、主管端部轴向反力随温度变化的规律,以及临界温度与荷载水平的关系等.     

医用镍钛管永久变形量影响因素的研究

使用医用镍钛管制备拉伸试样,研究了时效温度、时效时间、循环加载次数、应变和加载速率对医用镍钛材料永久变形量的影响。结果表明：随着时效温度的升高,试样的永久变形量先增大后减小;随着时效时间的延长,试样的永久变形量增大;460 ℃时效30 min时,试样的永久变形量增加到3.350%;随着加载次数的增加,累积永久变形量逐渐增大,直至一定次数后趋于稳定;当应变不超过8%时,永久变形量较小（<0.100%）;但随着应变增大至15%时,永久变形量增加到8.350%;随着加载速率的增加,试样的永久变形量增大。对镍钛材料永久变形量影响较大的因素分别为时效温度、时间和应变。     

Effects of sphere size on the microstructure and mechanical properties of ductile iron–steel hollow sphere syntactic foams

The effects of sphere size on the microstructural and mechanical properties of ductile iron–steel hollow sphere (DI–SHS) syntactic foams were investigated in this study. The SHSs were manufactured by fluidized-bed coating via the Fe-based commercial powder–binder suspension onto expanded polystyrene spheres (EPSs). Afterwards, the DI–SHS syntactic foams were produced via a sand-mold casting process. The microstructures of specimens were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and energy- dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The microscopic evaluations of specimens reveal distinct regions composed of the DI matrix, SHS shells, and compatible interface. As a result, the microstructures and graphite morphologies of the DI matrix depend on sphere size. When the sphere size decreases, the area fractions of cementite and graphite phases are observed to increase and decrease, respectively. Compression tests were subsequently conducted at ambient temperature on the DI–SHS syntactic foams. The results reveal that the compression behavior of the syntactic foams is enhanced with increasing sphere size. Furthermore, the compressed specimens demonstrate that microcracks start and grow from the interface region.