钢铁材料中第二相的作用

综合分析评述了钢中第二相的各种有利作用及有害作用,深入分析了其作用机制及规律,给出作用效果随第二相体积分数、尺寸、形状和分布的变化规律的关系式,由此可对钢中第二相提出明确的控制要求,从而充分发挥第二相的有利作用而避免和减轻其有害作用。     

相场法模拟低体积分数下的Ostwald熟化

建立低体积分数下的Ostwald熟化过程的相场模型,采用Cahn-Hilliard方程和Allen-Cahn方程控制相对密度场和长程取向场的变化,研究体积分数对生长指数m、动力学系数k和粒径分布的影响.结果表明：低体积分数（小于10％）的Ostwald熟化中,生长指数函数中的生长指数m不依赖于体积分数的变化,m=3.o;而随着体积分数的增加,动力学系数k变化不大,在k=0.003附近.随着熟化相体积分数的增加,晶粒生长尺寸分布加宽.     

相场法模拟吹气法制备泡沫铝过程中的铝液气泡演化过程

针对吹气法制备泡沫金属过程中产生气泡稳定性不易判断问题, 本文利用相场法理论, 引入长程有序化参数作为场变量, 描述并模拟泡沫铝和泡沫铝合金气泡演变过程中的结构尺寸的变化. 通过模拟分析发现, 相场法可以通过场变量简单明了的表征各种复杂的几何图形, 包括气泡的几何形状、 空间分布以及体积分数等, 并且其模拟结果与实验观察结果具有良好的吻合性.     

铝电解槽熔体内阳极气泡分布特性的数值模拟

采用欧拉双流体模型与群体平衡模型耦合的方法,考虑阳极气泡影响的修正k-ε湍流模型,对铝电解槽熔体内阳极气泡-电解质气液两相流进行数值模拟,研究不同电流密度下电解质流场、气泡体积分数和气泡尺寸分布等流体力学信息。研究结果表明:极间区域的电解质流动呈局部循环运动形式;电流密度相同时,距阳极底掌面越远,气泡体积分数越低、气泡平均Sauter直径越小;在同一水平高度下,气泡体积分数随着电流密度的提高而增大,气泡平均Sauter直径随电流密度的提高而减小;极间气泡层呈方形分布,中心区域气泡体积分数较高,边缘部分体积分数较低;极间气泡主要以小尺寸气泡为主,而中等尺寸和大尺寸的气泡数量比较少,气泡数量和气泡尺寸之间的关系可以近似看作双曲线分布;气泡体积分率表示的气泡尺寸分布呈3个单峰分布。本文计算得到的气泡分布特性与一系列文献试验结论一致。     

一种铁素体-奥氏体相变动力学模型

基于混合模型及吉布斯能量平衡模型思想，建立了一种简单的吉布斯能量平衡模型，应用于Fe-C-Mn低碳钢在780℃两相区等温过程中的铁素体向奥氏体相变模拟，并分析了三种吉布斯自由能、有效晶粒尺寸、元素分布等对相变的影响.结果表明，有效晶粒尺寸及界面迁移率影响相变速率，但对最终奥氏体体积分数无影响；相变过程中相界面处锰元素的富集导致的能量耗散同时降低了相变速率及最终奥氏体体积分数.对模拟结果进行实验验证，表明模拟结果与实验结果吻合良好.     

半开式切割泵固液两相流动与特性分析

为深入了解半开式切割泵内部固液两相流动状态,基于ANSYS CFX软件,采用标准k-ε湍流模型,在不同固相体积分数和不同流量工况下,研究了叶轮叶片不同位置处的固相体积分布及速度分布,以及切割泵旋转刀处的固相体积分布及速度分布,并对磨损情况进行相应预测.分析了固相和液相对于内流场的影响.结果表明:分布在叶片压力面的固相速度整体小于吸力面,而固相体积分数却大于吸力面;叶片尾部固相速度最大,叶片头部固相体积分数最大;对于旋转刀,位于工作面旋转刀出口处和背面靠近转轴处的固相速度较大,位于工作面靠近转轴处固相体积分数较大,因而磨损预计较为严重,而旋转刀背面整体体积分数较小;不同流量工况对于压力分布、速度分布、固相分布有较明显的影响.     

多尺度椭圆形集料尺寸分布对混凝土边界效应的影响

为了探讨集料对混凝土边界效应的影响机理,利用计算机模拟技术,分析了在等体积分数分布下多尺度椭圆形集料的最大粒径和面积分数对混凝土边界效应的影响.基于体视学理论,在构造的多尺度椭圆形集料随机堆积模型中,采用线采样的方法获取模型化混凝土结构的固相体积分数.模拟结果显示,混凝土结构中固相体积分数曲线形状和界面过渡区厚度随集料...     

普适的碳氮化物析出热力学模型的建立

基于规则溶体模型、双亚点阵模型及第二相固溶析出理论,建立了普适的碳氮化物析出热力学模型.采用该模型,计算了不同温度下0.17C-0.023Nb-0.012Ti-0.004N钢中理想配比型及缺位型析出相与基体间的热力学平衡信息,包括基体成分、析出相成分及其体积分数.结果表明:在相同温度下,相比于理想型第二相,缺位型第二相的溶解度较大,析出体积分数较小;随着析出温度的降低,析出相逐渐由氮化钛演变为富含铌和碳的复合相,且不同类型第二相的体积分数差异逐渐缩小.     

薄膜厚度对1-3型BaTiO3-CoFe2O4多重铁性薄膜相变温度的影响

基于热动力学理论,通过对演化方程的线性稳定分析,确定了1-3型BaTiO3-CoFe2O4(BTO-CFO)多重铁性复合材料中的铁电、铁磁相变温度.考虑系统中基底与薄膜之间及薄膜内铁电相、铁磁相之间的内应力和外应力的弹性耦合,确立了顺电到铁电/铁磁地相变临界温度地解析式.临界温度与两相体积分数、基底、薄膜的晶格尺寸、薄膜两相的材料性能及薄膜厚度都有很大关系.两相的相变临界温度可以通过调节体积分数及薄膜厚度进行控制.     

用第二相粒子细化HSLA钢晶粒

文章总结了用第二相粒子细化晶粒的理论。比较了各种第二相粒子细化晶粒的效果，提出使用ＳｉＯ２粒子细化ＨＳＬＡ钢晶粒的可能性。理论分析表明，在凝固过程中有可能获得较高的ＳｉＯ２粒子体积分数。此外，还进行了实验室研究，得到了较小尺寸的ＳｉＯ２粒子。     

TSCR流程生产钛微合金化高强耐候钢中的析出物

运用电子显微镜和化学相分析等多种实验手段研究了Ti微合金化高强耐候钢中的析出物,并在热力学计算的基础上分析了其析出过程. 结果表明:钢中主要存在TiC,TiCN,Ti4C2S2,TiN等析出物,连轧前TiN的析出过程已基本完成;大量纳米尺寸的TiC球形析出物粒子在铁素体的位错线上分布;Ti含量增加改变了MC相的粒度分布,小尺寸粒子的体积分数显著增加,增强了沉淀强化的效果.     

具有随机分布孔洞材料塑性变形的数值模拟

利用C语言编写了能生成含随机分布孔洞的多孔材料几何模型的程序,结合MSC商用有限元软件,分析了孔洞的体积分数、尺寸大小以及分布形态对多孔材料塑性变形性能的影响.结果表明,固定孔洞大小时,孔洞体积分数越大,材料的整体变形越大;固定体积分数时,孔洞的分布形态对材料的整体变形有较大影响,这种影响在孔洞尺寸越小时越明显;在不考虑分布形态时,孔洞体积分数和尺寸大小是影响材料变形的主要因素,它们的组合作用要看哪一个因素占主导地位.     

基于FLUENT喷粉机械喷管气固两相流模拟

本文用流体力学软件Fluent中的Mixture多相流模型对喷粉机械出口喷管气固两相流进行了数值模拟,对比出口形状为直线型、外凸圆弧型、内凹圆弧型3种喷管结构对出口气流速度及固相颗粒体积分数分布的影响,确定出直线型喷管喷粉效果最佳。     

1—3型压电复合材料的机械品质因素

采用切割—填充法制作1—3型压电复合材料，PZT—5A作为压电相，改性618环氧树脂作为聚合物相。研究了1—3型压电复合材料的机械品质因素Qm值与压电相的体积分数及形状参数的关系。压电相的体积分数及形状参数优选后的1—3型压电复合材料可获得较低的机械品质因素Qm值，其值可达10，谐振频率可达850kHz，频带宽度可达86kHz。     

工艺参数对Al-Zr中间合金中初生Al3Zr相的影响

以Al-K2ZrF6为反应体系，采用Al热还原法，研究了不同工艺参数对Al-Zr中间合金凝固过程中初生Al3Zr相的形貌、尺寸、数量及分布状态的影响.结果表明:随着熔体反应温度的增加，Al3Zr晶体的形貌由小块状逐渐长成长条状，尺寸增加，数量减少；当温度低于1000℃，晶体呈现小块状；温度高于1000℃时，晶体呈现长条状；温度为1000℃时，晶体呈现块状和长条状的混合态.与使用铁模相比，采用耐火材料模时，Al3Zr相尺寸增大，数量减小.随着K2ZrF6加入量的增加，Al3Zr相的体积分数增多，尺寸更细小，分布更均匀.     

取向电工钢加工过程中第二相粒子的析出行为

利用场发射扫描电镜观察了以MnS为主要抑制剂的普通取向电工钢加工过程中第二相粒子的分布状态,统计了粒子面密度、平均尺寸以及相应的尺寸分布.结果显示,热轧加工造成了大量第二相粒子弥散、细小地析出,同时基体仍保持过饱和状态.冷轧变形会造成第二相粒子的回溶行为,而基体的过饱和状态会减弱回溶现象.中间退火与脱碳退火过程中会同时存在新粒子的形核及已析出粒子的粗化两个过程,而在最终二次再结晶升温阶段则以第二相粒子明显粗化为主.     

不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数

根据最小热阻力法和比等效导热系数法对不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数进行预测。采用以颗粒在传热方向上的特征长度为边长的立方体体积与实际颗粒体积之比作为形状因子,对不同颗粒形状等效为立方体时的无量纲相对特征长度进行修正,基于形状因子进一步推导了适用于不同形状颗粒弥散复合材料在中低体积分数情况的等效导热系数通用计算公式。此通用计算公式与实验值及其它模型计算值吻合较好,对于导热增强型复合材料,体积分数一定时,其等效导热系数与颗粒形状因子呈正比,增加颗粒在传热方向上的尺寸能有效提高复合材料的导热性能。     

用超塑性预处理原理细化低碳钢晶粒的研究

利用超塑性预处理细化晶粒原理 ,在低碳钢中加入不同体积分数的第二相粒子ZrC和ZrO2 ,研究了ZrC和ZrO2 粒子体积分数及轧后不同冷却方式对低碳钢组织和力学性能的影响。研究结果表明 ,轧制变形量为 84 %时 ,加入 0 .8%的ZrC粒子 ,采用轧后水冷方式可获得超细组织 ,晶粒尺寸可达到 9.8μm ;加入 0 .2 %的ZrO2 粒子时 ,晶粒尺寸可达 7.8μm。轧后水冷比轧后空冷方式能获得更为细小的晶粒     

ZA-27合金半固态电磁等温搅拌实验研究

研究电磁搅拌下合金在等温搅拌制度下初生相的演变过程和机理。结果表明：搅拌强度、固相体积分数的搅拌时间对控制合金斗固态浆料初生相的形态和分布有重要影响，获得的半固态搅拌试样的力学性能与经变质处理的结果相近。     

针状铁素体/马氏体高强度低屈强比双相钢的EBSD研究

应用电子背散射衍射技术研究了具有针状铁素体/马氏体双相组织的高强度低合金钢的显微组织结构,且对其力学性能进行了检验.结果表明,这种钢种的平均晶粒尺寸达到了2μm级,属于细晶粒钢;双相组织中的马氏体相的体积分数为27.6%,铁素体相的体积分数为70.9%,且两相晶界取向差的半数为小角度晶界,有利于提高材料的塑性性能和形变能力,屈强比达到了0.674.讨论了晶粒尺寸、相体积分数和晶界取向差与材料力学性能的关系.