稀土元素铈对钢的凝固和枝晶偏析的影响

本文用热分析法,金相法和电子探针微区分析考祭了铈对35GrNi3MoV和20GrMoV二种低合金钢的凝固和枝晶偏析的影响。实验结果表明:稀土元素铈加入钢中,减轻了钢液—固转变的过冷,推迟钢的包晶反应进行;细化初次晶粒,细化等轴晶的二次枝晶臂;并在不同程度上减轻了Cr、Mo、V、Mn、Si、Ni等元素的枝晶偏析。     

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。     

氮对灰铸铁初生奥氏体二次枝晶组织的影响

采用单向凝固方法研究了氮对Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ和Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ－Ｍｎ灰铸铁初生奥氏体二次枝晶组织的影响，结果指出，氮使Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ－Ｍｎ灰铸铁初生奥氏体二次臂间减小，二次枝晶组织细化。     

合金化对高锰钢奥氏体基体强度及耐磨性的影响

对传统成分的高锰钢及经过Ｃｒ、Ｎｉ、稀土等元素合金化的高锰钢进行了组织、结构和磨损性能分析。通过对各试样的点阵参数、耐磨性、磨痕形态的对比着重讨论了使铧对高锰钢奥氏体基体抗流变行为和加工硬化能力的影响,由此阐明了用合金化手段提高高锰钢耐性应综合考虑合金化对奥氏体基体的强化作用及形不散第二相碳化物两方面的因素。     

高锰钢中铈的溶质平衡分配系数K_0的测定及铈对锰、硅K_0值的影响

本实验采用定向凝固,固-液界面成分瞬时平衡的方法测定了铈在高锰钢中的平衡分配系数K_0及铈对锰、硅元素K_0的影响。铈及锰、硅元素在固-液界面附近固相和液相中的分布是用电子探针微区分析仪测定的。 试验结果表明:定向凝固,固-液界面成分瞬时平衡方法是测定稀土元素K_0值的有效方法,由此法测得铈在高锰钢中的K_0值说明了铈在奥氏体中有微量固溶。同时测得锰的K_0值随含铈量的增加而增加,硅的K_0值随铈量的增加而减少。     

镍、铬对D型石墨铸铁初生奥氏体枝晶的影响

本文研究了加入不同量合金元素镍、铬对D型石墨铸铁初生奥氏体枝晶的影响。研究结果表明:镍和铬都能够促进D型石墨铸铁中初生奥氏体骨架的生长,本实验中,加入镍或铬的量越大,效果越大。加入镍促使形成分枝较少的长椭圆初生奥氏体,加入1.0%镍时获得最大初生奥氏体量。铬亦促使形成分枝较少的椭圆初生奥氏体,加入量达到0.8%时效果最明显。     

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.     

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。     

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。     

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.     

铝、锰黄铜中铁的偏析及对铸件结晶组织的影响

通过解剖铸件、金相分析、化学成分分析与定向凝固的方ＰＪ，研究了ＺＨＡ１６７－５－２－２．Ｌｉｍａ和Ｓｔｏｎｅ Ｂｒｏｎｚｅ三个牌号黄铜大型螺旋桨内铁的偏析及对晶 粒尺寸的影响，发现铁在后凝区富集，使后凝区晶粒比初凝区细。通过研究提 出：（ｌ）铝、锰黄铜大型铸件内铁的偏析难以避免；因而，（２）用于生产大型铸 件的黄铜含铁量不宜超过１％，以减少铁偏析的影响；（３）为了保证大型螺旋桨 压力面晶粒细密．应当采取控制凝固方向的措施。     

铁—铬—锰奥氏体合金辐照诱起相界面合金元素偏析

研究了含有W、V的Fe-Cr-Mn奥氏体合金,经电子线辐照后析出相—基体相界面诱起溶质原子偏析行为。实验结果表明:合金中析出相为富Cr的M_(23)C6型碳化物。晶内析出相经辐照相界面处Cr的浓度增加,Mn的浓度降低。而晶界上和晶界近傍析出相的相界面Cr的浓度降低。合金元素Cr浓度的不同变化是与辐照诱起晶界偏析机构改变有关。 本文对此现象,应用辐照诱起晶界偏析理论,提出两种偏析机构的模型,较好的解释上述实验结果。     

掺杂铈对锰锌铁氧体微波吸收特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了粒状锰锌铁氧体，对其掺杂稀土铈后．得到含铈的锰锌铁氧体Mn0.2Zn0.8Fe2-xCexO4(x=0，0．01,0．03，0．07),并研究了它们的吸波性能,结果表明,锰锌铁氧体在微波段具有很好的吸波性能，掺杂3mol％(x=0．03)铈能提高其吸波效率。     

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·     

应力状态对TRIP钢残余奥氏体稳定性的影响

通过单向拉伸、平面应变和双向等拉实验研究了宏观应力状态对相变诱发塑性(TRIP)钢中残余奥氏体稳定性的影响.实验中残余奥氏体在不同应变量的体积分数通过X-射线衍射法测量,并引入应力三维度水平来表征不同应力状态.结果表明,不管何种变形模式,TRIP钢中残余奥氏体的体积含量都随塑性应变的增大而减少,而且应力三维度水平越高,TRIP钢的相变速率越快,残余奥氏体的力学稳定性越差.基于此,给出了能够表征不同应力状态的应变诱发马氏体相变动力学方程.     

稀土变质处理高锰钢的质量稳定性

针对国内稀土高锰钢铸件的生产条件和工艺水平的特点,从高锰钢合金成份对其凝固特性、组织变化的影响出发;结合稀土变质处理,对由此产生的性能“效应”,提出在实际生产环境下稳定稀土变质工艺的基本条件和作用机制。通过讨论期盼高锰钢铸件的稀土变质处理技术能日臻完善,并得以广泛推广。     

铌、铈、锰掺杂对钛酸钡基陶瓷性能的影响

在钛酸钡中以五氧化二铌、三氧化二铈形式引入铌、铈元素,采用了固相法反应制备Nb、Ce双施主掺杂的微米级钛酸钡基正温度系数(PTC)陶瓷粉;同时研究了加入受主元素Mn对PTC陶瓷材料性能的影响。利用XRD和SEM分析了样品的物相及微观相貌,发现样品结晶完整,颗粒均匀。实验表明,以Ce、Nb、Mn进行掺杂可有效改善材料在室温条件下的PTC性能;当掺入0.2 mol%Nb_2O_5、0.3 mol%Ce_2O_3、0.08 mol%Mn(NO_3)_2时,制出室温电阻率为616Ω·cm、升阻比大于10、居里温度为60℃的PTC热敏陶瓷;并利用制成的PTC材料作为加热源对受控器件进行加热实验。     

工艺因素对灰铸铁中γ枝晶生长形貌的影响

试验研究了灰铸铁中γ枝晶的生长形貌及工艺因素的影响作用。发现γ枝晶按其生长形貌特征可分为外生柱状枝晶、发达等轴枝晶和短粗的不发达的内生等轴枝晶三种基本类型。浇注温度对枝晶生长形貌影响较为显著，高温浇注易获得外生柱状枝晶；接近初晶凝固温度浇注易获得内生等轴枝晶，１３００℃左右浇注易获得发达等轴枝晶，且其相应的抗拉强度最高．铸型条件主要影响枝晶数量、晶臂间距和次生晶臂长度。铁水用硅基孕育剂进行孕育处理，对γ枝晶的生长形貌影响不大。