铈对高锰钢奥氏体胞晶稳定性及锰的枝晶偏析的影响

作者对铸造用高锰钢采用定向凝固并严格控制工艺参数获得了稳定的奥氏体胞晶组织,发现随着铈量增加,胞晶前沿转向枝晶发展,并有游离晶出现。与此同时,用电子探针微区分析考察了铈对高锰钢中锰在定向凝固条件下获得的胞晶、柱状晶及等轴晶内偏析的定量影响,在前人研究成果的基础上,考虑到固相反扩散这一因素,导出了高锰钢中锰元素的溶质分布表达式,通过对实验数据进行理论分析,发现溶质平衡分配系数K。值是影响枝晶偏析的决定性因素。     

枝晶凝固过程中的微观偏析半解析数学模型

基于典型微观凝固单元体内的溶质质量守恒,结合前人的研究工作,建立了一个适合于枝晶凝固方式的二元合金微观偏析半解析模型.本模型同时考虑了反向扩散和粗化对微观偏析的影响,并对枝晶臂间距的粗化直接进行计算,因此更为精确.若只考虑反向扩散的影响,本模型可以简化为BF模型形式;而如果只考虑粗化的影响,本模型可简化为Mortensen模型.本模型完整地统一了以BF模型为代表的反向扩散类模型和以Mortensen模型为代表的粗化模型.利用本模型同样可以对多元合金的微观偏析进行很好预测.以Fe-C-X(Si,Mn,P,S)合金体系为例对本模型的求解过程进行了详细的阐述.本模型可以很好地预测Al-4.9%Cu二元合金的共晶分数以及Fe-C-X(Si,Mn,P,S)多元合金体系的零强度温度和零塑性温度,并与实测值吻合良好.     

连铸坯凝固过程平面枝晶微观偏析模拟研究

为解决连铸钢坯偏析问题,基于菲克第二定律和质量守恒定律,建立了一维平面枝晶生长凝固偏析数值模型。应用有限容积法离散传质方程,离散后的方程用VB编程求解,研究X70管线钢凝固过程中在二次枝晶间距范围内的C,Si,Mn,S,P各元素质量分数分布随凝固进程和冷却速率的变化规律。结果表明:固相率的变化对合金元素在二次枝晶间偏析影响较大,冷却速率对其影响较小;随着固相率的增加,各合金元素的固相成分增加较少,液相成分质量分数快速增加;S和P元素在固相中的分布较均匀,S凝固终了的偏析指数最高,C偏析指数最小。在实际生产中应适当控制S和P元素的含量。     

稀土元素对耐候钢元素偏析的影响

应用金属原位统计分布分析技术(OPA)研究了耐候钢铸锭中C、P、S、Cu、Si和Mn的宏观偏析规律,并分析了稀土元素对耐候钢中元素偏析的影响.结果表明,在30%～40%等轴晶率,20℃过热度下,元素C、S、P和Cu能产生严重的宏观偏析,C、S呈中心正偏析,P、Cu呈中心负偏析并伴随有反偏析,而Si和Mn的分布较为均匀.各个元素中心偏析位置完全相同.稀土元素在钢中的固溶度为10-5～10-4,固溶稀土元素可以细化枝晶,提高等轴晶率.钢中加入质量分数0.38%～0.55%的稀土元素可以有效改善C、S、P和Cu的宏观偏析.     

稀土元素铈对大鼠学习记忆和抗氧化能力的影响

采用行为观察和生化检测相结合的方法,研究了大鼠长期(5月)饮用不同剂量的铈对其学习记忆力等的影响以及脑内超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化,探讨了不同剂量的稀土元素铈对大鼠学习记忆力影响的脑内机制.结果表明:与对照组相比,高剂量铈组雌性大鼠的m脑/m体显著降低(P＜0.05);高剂量铈组大鼠的学习记忆力以及脑内SOD活性均显著或极显著下降(P＜0.05或P＜0.01),MDA的含量则极显著上升(P＜0.01).提示剂量为6.0 mg/L的硝酸铈对脑功能有明显的损伤作用,而且这种作用可能与脑内铈致抗氧化能力的降低有关.     

Ti对DZ68合金凝固偏析的影响

利用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)等手段研究了不同Ti含量的DZ68合金的凝固过程和主元素的偏析.结果表明:本实验条件下,随合金中Ti含量的增加,合金的初凝温度和终凝温度逐渐降低,但初凝和终凝的温度区间逐渐增大;Ti含量的增加,促进Ta的正偏析程度,同时也使W的负偏析程度显著增加.为了减少DZ68合金组织中析出的(γ+γ′)共晶,Ti的质量分数应控制在1.7%以下.     

冷却速率对40Cr钢凝固组织及铬元素偏析行为的影响

采用热模拟试验的方法获得不同冷却速率下40Cr钢凝固试样,结合SEM、EDS、ICP-AES及低倍组织检测等手段分析冷却速率对40Cr钢凝固组织及其铬元素偏析行为的影响。结果表明,采用合适的冷却速率,可以获得40Cr钢全等轴晶结构的凝固组织,其铬元素分布较均匀;随着炉管内冷却速率的提高,试样1/2高度处Cr的平均含量有所降低,凝固试样的晶粒尺寸逐渐减小、铬元素显微偏析现象得到有效改善;当炉管内冷却速率由3.83℃/min提高到8.60℃/min时,钢样横断面上凝固组织的平均晶粒面积由8.76mm2减小到2.01mm2、铬元素显微偏析度的最大偏差由0.274降为0.181。     

稀土元素铈对毛葱生理活性和根尖细胞有丝分裂的影响

为探究稀土元素铈对毛葱幼苗生理活性和根尖细胞有丝分裂的影响,采用不同质量浓度的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6培养液水培毛葱幼苗,测量毛葱幼苗根和叶的生长、相对电导率、丙二醛和叶绿素含量,观察根尖细胞的染色体畸变情况.结果表明:1 mg/L和10mg/L的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6处理能够显著促进毛葱幼苗根和叶的生长,提高幼苗的叶绿素含量,降低幼苗的丙二醛含量和相对电导率,其中1mg/L的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6作用最显著50mg/L和100mg/L的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6则抑制了毛葱根和叶的生长,使叶绿素含量降低,提高了丙二醛含量和相对电导率,其中100mg/L的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6抑制作用最强烈.Ce(NH_4)_2(NO_3)_6质量浓度越大,毛葱根尖细胞的染色体畸变率越大,低质量浓度的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6处理下,根尖细胞会出现可逆的染色体桥现象,高浓度处理下,根尖细胞会出现不可逆的染色体断片和粘连现象.     

稀土元素铈对豌豆种子萌发和根尖细胞有丝分裂的影响

为了寻求稀土元素铈对豌豆种子萌发的最佳作用浓度,采用不同质量浓度的硝酸铈铵溶液(0、1、10、25、50 mg/L)对豌豆种子进行浸种处理,测定种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、淀粉酶活性、相对电导率、丙二醛含量等,并对根尖进行切片,观察其染色体形态的变化.结果表明:1mg/L和10 mg/L的硝酸铈铵处理组中,豌豆种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、淀粉酶活性和有丝分裂指数与对照组相比均有显著增加,种子相对电导率和丙二醛含量均少于对照组,10 mg/L的硝酸铈铵对豌豆种子萌发的促进作用最显著,同对照组的差异具有统计学意义(P0.05);而25 mg/L和50 mg/L的硝酸铈铵则抑制豌豆种子萌发,并导致根尖细胞染色体出现严重畸变.由此可见,铈对豌豆种子萌发和根尖细胞有丝分裂的影响为低浓度促进、高浓度抑制,10mg/L的硝酸铈铵对种子生长促进作用最明显.     

电脉冲处理对Sn-15%Pb合金凝固组织中枝晶形态的影响

研究了电脉冲处理对Sn-15%Pb合金凝固组织的影响.通过对Sn-15%Pb合金熔体施加电脉冲处理,其凝固组织发生了由原始的树枝晶向球状组织的转化,同时晶粒发生明显细化.分析认为,由于电脉冲处理作用,合金熔体结构发生了改变,使熔体中Pb的活度提高,进而引起溶质平衡分配系数的变化,导致凝固前沿的溶质富集减轻,溶质分布情况发生改变,促使树枝晶向球状组织转化,并且使凝固组织发生细化.     

球铁枝晶中硅锰元素偏析行为的研究

采用着色腐蚀法，借助电子探针定量分析了Ｓｉ、Ｍｎ元素在球铁枝晶中的分布特征及其偏析行为，以及碳当量、壁厚对Ｓｉ、Ｍｎ元素偏析行为的影响。结果表明：Ｓｉ在枝晶中的偏析系数ＫＳｉＳ和分配系数ＫＳｉ均大于１，而Ｍｎ的偏析系数ＫＭｎＳ和分配系数ＫＭｎ均小于１；Ｓｉ在奥氏体枝晶晶粒内分布具有一定的空间几何对称性，沿径向呈阶梯形分布特点；在Ｓｉ平均含量不变和试样壁厚相同的情况下，随着碳当量的增大，Ｓｉ、Ｍｎ元素在枝晶中的分配系数基本保持不变。     

Si促进C、Mn枝晶偏析的价电子理论分析

利用固体与分子经验电子理论建立了团球γ-(Fe,Mn)3C共晶体增强奥氏体γ钢基自生复合材料(EAMC)初生奥氏体枝晶的价电子结构.在提出晶胞对溶质原子的"键约束因子"δi概念的基础上,结合元素平衡分配系数k0的统计物理定义,得出δi愈大,原子固相位垒QS愈大,则原子愈容易由固液界面向液相扩散,k0增大;反之,k0减小的观点.据此解释了Si促进EAMC凝固过程中C、Mn元素(k0<1)枝晶偏析的原因:Si的加入使EAMC初生奥氏体枝晶中δC、δMn较小的γ-Fe-C-Si与γ-Fe-C-Mn-Si晶胞的相对数量增加,δC、δMn较大的γ-Fe-C-Mn晶胞减少,降低了C、Mn元素的QS.     

冷速对IN718凝固过程中偏析和Rayleigh数的影响

利用SEM和EDS研究了在冷速分别为1, 3和6Kmin-1时高温合金IN718的凝固组织、液体中Nb和Mo含量变化,并计算了液体密度差和相对Rayleigh数与温度的关系. 结果表明:由于偏析,液体中Nb、Mo含量和液体密度差随着温度的降低而增加;冷速越低,Nb、Mo偏析越严重,同温度下液体密度差越大. 相对Rayleigh数的计算表明,不同冷速下相对Rayleigh数都在1330℃存在最大值,随着冷速降低,其值急剧增加,黑斑形成趋势增大,大铸锭中冷速低于1K·min-1时会形成黑斑.     

移动电磁场下低碳钢凝固过程枝晶破碎临界条件

为了探讨移动电磁场对低碳钢凝固过程枝晶破碎的影响,进行了移动电磁场下的0.22%～0.34%C(质量分数)低碳钢浇铸凝固实验.对不同磁感应强度下铸坯凝固组织进行了观察,考察了二次枝晶分布,凝固过程冷却速度与二次枝晶间距的函数关系.同时考察了移动电磁场对铸坯柱状晶向等轴晶转变(CET)位置的影响,并对钢凝固过程CET发生时的凝固速度和固相率进行了计算.导出了移动电磁场下合金凝固过程枝晶破碎的临界条件,并通过低碳钢作实验验证,得到了低碳钢凝固CET发生时临界固相率和液相平均流速之间的关系.     

40Cr钢元素偏析对冲击韧性的影响

一、前言 抚顺钢厂生产的40Cr钢的性能,过去比较稳定,但在74年底有几炉钢的冲击韧性特别低,不合出厂要求。提高回火温度接近上限仍未见效。一般金相观察未能确定引起a_k急剧降低的原因。钢的组织是高温回火索氏体。     

微量硼对高纯铁硫合金沿晶断裂和硫沿晶偏析的影响

利用俄歇能谱微区分析、低温拉伸试验和ＳＥＭ断口观察,研究了微量硼在高纯铁－６×１０－５(质量分数)硫合金中的沿晶偏析及其对硫沿晶偏析和硫偏析引起的低温沿晶断裂的影响·结果表明,硼能强烈地沿铁晶界偏析,显著降低硫的沿晶偏析倾向,抑制低温沿晶断裂·文中还讨论了硼影响的机理·     

约束凝固枝晶尖端扩散场的Zener近似因子

Ｚｅｎｅｒ近似因子是处理约束凝固枝晶尖端扩散场的重要参量．文章从尖端非平衡溶质分配的角度,给出了Ｚｅｎｅｒ近似因子λ的计算公式,指出λ是合金的物理性质及尖端推移速率和界面非平衡效应的综合反映;在此基础上,给出了各种稳态约束枝晶生长模型的适用速率范围,并与实验结果进行了比较．     

二元合金非等温凝固枝晶生长的数值模拟

采用相场方法对二元合金的非等温凝固进行二维数值模拟.以Ni-Cu合金为例,研究了在不同热扩散系数和不同溶质梯度系数下枝晶的生长以及二元合金的溶质分布.研究结果表明,随着热扩散率的增大,包围等轴晶的热扩散层增厚,抑制了侧向分支的生长,从而使侧向分支生长不发达;其次,热扩散率的增大,使得溶质场扩散层也明显增厚,溶质截留现象不明显,但在溶质场界面前沿产生明显溶质偏析;当溶质梯度系数增大时,相场形貌厚度并不产生影响,但溶质场扩散厚度却显著增加,而溶质偏析程度得以降低.     

合金凝固过程中等轴枝晶生长的数学模型

在枝晶晶粒的尺度上，从同时满足溶质守恒与热平衡的原则出发，提出了合金凝固过程中等轴枝晶生长的数学模型。该模型由４个相互联系的微分方程组成，可通过计算机求解，为模拟枝晶合金凝固组织的形成过程奠定了初步基础。