Effect of initial microstructure on austenite formation kinetics in high-strength experimental microalloyed steels

Austenite formation kinetics in two high-strength experimental microalloyed steels with different initial microstructures compris-ing bainite–martensite and ferrite–martensite/austenite microconstituents was studied during continuous heating by dilatometric analysis. Austenite formation occurred in two steps:(1) carbide dissolution and precipitation and (2) transformation of residual ferrite to austenite. Di-latometric analysis was used to determine the critical temperatures of austenite formation and continuous heating transformation diagrams for heating rates ranging from 0.03°C×s?1 to 0.67°C×s?1. The austenite volume fraction was fitted using the Johnson–Mehl–Avrami–Kolmogorov equation to determine the kinetic parameters k and n as functions of the heating rate. Both n and k parameters increased with increasing heat-ing rate, which suggests an increase in the nucleation and growth rates of austenite. The activation energy of austenite formation was deter-mined by the Kissinger method. Two activation energies were associated with each of the two austenite formation steps. In the first step, the austenite growth rate was controlled by carbon diffusion from carbide dissolution and precipitation;in the second step, it was controlled by the dissolution of residual ferrite to austenite.     

新型贝氏体球墨铸铁轧制成形的研究

研究新型贝氏体球墨铸铁的制取工艺，并在水平连续铸造设备上拉制成棒材。探讨该材料的变形抗力以及棒材轧制工艺参数，为该材料的塑性变形提供了依据。在斜轧机上成功地轧出了性能很好，直径分别为３５，４０， ６０ ｍｍ的磨球。     

球墨铸铁热浸镀铝的抗氧化性

为了延长铸铁工件的使用寿命,采用熔剂法将墨铸铁热浸镀铝,对镀层截面进行了形貌观察(SEM)、能谱分析(EDS)和衍射分析(XRD),测试了镀层的抗氧化性.结果表明,镀层由表面富铝层及扩散层构成,富铝层包含降温形成的针状FeAl3相,扩散层由FeAl3,Fe2Al5 物相组成,其形态呈舌状,并嵌入基体;氧化时镀层全部转变为扩散层,并能保持非常缓慢的退化速度,使球墨铸铁的抗氧化性显著提高.     

球墨铸铁热浸镀铝工艺

铸铁热浸镀铝工艺不尽成熟,将球墨铸铁热浸镀铝工艺的镀前处理及浸镀参数选择作为研究重点.分析了热浸镀铝层厚度的控制方法和热浸镀铝层的结构.实验表明,获得高质量球墨铸铁热浸镀铝层的关键是预处理工序、酸碱液配方和助镀剂.球墨铸铁热浸镀铝工艺中,合金层影响最大的因素是浸镀时间和浸镀温度.时间的延长和温度的提高,都会使合金层厚度增加.球墨铸铁与Q235钢相比,球墨铸铁镀层的合金层较薄,且合金层针齿更加连续、致密.     

球墨铸铁中渗碳体球化的影响

The research aims to provide an alternative to austempering treatment of ductile cast iron with a simple and cost-effective heat-treatment process. This goal was accomplished by applying a simple one-step spheroidization heat treatment to the as-cast ductile iron, which would normally possess a coarse pearlitic microstructure to a significant extent. Spheroidization experiments involving isothermal holding below the lower critical temperature (A1) were conducted followed by standard mechanical testing and microstructural characterization for an experimental ductile iron. After improving the spheroidization holding time at a given temperature, the work shows that the ductility and toughness of an as-cast ductile iron can be improved by 90% and 40%, respectively, at the cost of reducing the tensile strength by 8%. Controlled discretization of the continuous cementite network in pearlitic matrix of the ductile iron is deemed responsible for the improved properties. The work also shows that prolonged holding time during spheroidization heat treatment leads to degradation of mechanical properties due to the inhomogenous microstructure formation caused by heterogeneous decomposition and cementite clustering in the material. The main outcome of this work is the demonstration of ductile cast iron’s necking behavior due to spheroidization heat treatment.     

渗硼对球墨铸铁组织和耐磨性能的影响

为了提高球墨铸铁件的使用性能和使用寿命,对球墨铸铁进行了固体渗硼处理实验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了渗硼层的厚度和渗硼层的组织,并测定了渗硼层的显微硬度,研究了渗硼对球墨铸铁耐磨性的影响。结果表明：球墨铸铁经渗硼处理后,其渗硼层由Fe2B单相组成,渗硼层呈齿状嵌入基体中。渗硼层的厚度随时间延长而增加。球墨铸铁经渗硼处理可获得较高的表面硬度,可达6.49 GPa。渗硼处理能明显改善球墨铸铁的耐磨性,是球墨铸铁的相对耐磨性的2.45倍。     

热浸镀铝球墨铸铁氩弧重熔工艺

为强化热浸镀铝层的耐磨性能,将球墨铸铁经780℃热浸镀铝后进行氩弧重熔处理,分析重熔工艺参数对重熔层性能的影响,利用扫描电镜对热浸镀铝层和氩弧重熔层组织进行了观察。结果表明:热浸镀铝层经氩弧重熔处理后,组织改善,由原来富铝层和扩散层转变为重熔层和过渡层。氩弧重熔工艺参数对重熔组织裂纹率、熔深、表面硬度影响较大,重熔电流增大或电弧扫描速度减小时,重熔层裂纹率下降,熔深增加,硬度升高。在重熔电流为70～120 A时,重熔层和过渡层硬度最高可达8.430和8.820 GPa。氩弧重熔处理能明显提高热浸镀铝层的显微硬度。     

Fe-13Cr-5Ni马氏体不锈钢在连续加热过程中两相区的奥氏体生长行为

通过光学显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪以及显微硬度仪研究Fe-13Cr-5Ni马氏体不锈钢在加热过程中的组织转变行为.结果表明,Fe-13Cr-5Ni钢在10℃·s-1的加热速率下,加热至奥氏体单相区,冷却至室温后具有明显的“组织遗传”现象.奥氏体以“针状”形式在马氏体板条界处形核并沿着马氏体板条界长大,与母相间保持Kurdjumov-Sachs(K-S)位向关系.加热至两相区不同温度然后淬火至室温,奥氏体的量随两相区保温温度的升高先增加再减少,650℃时对应室温下残余奥氏体的极大值,并且这一变化趋势与试样显微硬度测试结果所得结论一致.     

采用连续离心分离技术回收细铁尾矿中铁

采用SLon实验型连续式离心机（简称SLon实验型离心机）,以高梯度磁选细粒赤铁矿尾矿得到的磁性产物（52．42％Fe）为试样,在给料体积速率为（24．5±0．4）L／min、给料固体浓度为20％和水束流冲击压力为0．45MPa的条件下,研究转鼓转速和水束流往复速度对连续离心分离指标的影响。研究结果表明：转鼓转速和水束流往复速度分别通过改变颗粒受离心力和流膜流动特性影响分离结果;当转鼓转速为450r／min和水束流往复速度为36mm／s时,铁精矿的铁品位和铁回收率分别为62．32％Fe和65．02％,说明应用SLon离心机分离提纯高梯度磁选细粒赤铁矿尾矿得到的磁性产物,再富集效果明显。     

线接触副球墨铸铁表面激光织构对摩擦学特性的影响

为研究线接触情况下激光表面织构对球墨铸铁摩擦学特性的影响,采用调Q半导体泵浦YAG激光器,利用单脉冲同点间隔多次激光加工工艺,对球墨铸铁试样端面进行表面织构化处理.制备出4种不同深度、不同面积占有率的环形阵列分布微凹腔,并在滚滑复合运动的圆柱销与圆盘端面线接触式摩擦磨损试验机上,进行摩擦学试验.结果表明:在相同试验条件下,与光滑试样进行对比,微凹腔试样表面具有较好的减摩效果;对不同深度及面积占有率的微凹腔试样进行摩擦性能试验,结果显示:均存在优化设计值使得织构化表面的摩擦因数最小,并表现出良好的抗擦伤性能.     

铁粉部分预合金化过程中间隙元素的定向迁移

采用与水雾化铁粉纯度相同的致密铁铸锭作试样 ,通过在其表面涂覆合金元素粉末层进行部分预合金化扩散处理 ,以研究部分预合金化铁粉的压缩性改善的机理 .研究发现 ,在铁粉扩散处理过程中 ,由于部分合金化铁粉中的合金化区域产生了铁晶格畸变 ,导致该区域的体系能量升高 ,将未合金化区域中的间隙原子如C ,N ,O等吸引到合金化区域 ,产生未合金化区域中的间隙原子向合金化区域的定向迁移 ,未合金化区域产生“自纯化”效应 .实验结果表明 ,随着扩散处理温度的提高和处理时间的延长 ,未合金化区域中间隙元素的含量降低程度也增大 ;间隙原子自未合金化区域向合金化区域的迁移过程符合扩散动力学规律     

连铸方坯感应补热过程的有限元分析

根据电磁感应理论及传热基本原理,利用大型工程软件ANSYS对连铸方坯的感应补热过程进行了多物理场耦合的有限元模拟,并对铸坯断面上的温度梯度、磁场分布等进行了分析. 模拟结果与实测结果一致.     

连续加热炉运行状态非线性融合分析

利用加热炉测控系统取得的实时测量数据和炉内钢坯温度预报模型，通过网络信息融合方法，对连续加热炉的运行工况进行综合分析，其分析结果对在优化加热炉运行参数具有重要参考作用，此分析方法对类似的设备和生产线有较普遍的参考价值。     

猪胰铁蛋白释放铁和磷酸盐的动力学特性

猪胰铁蛋白（pig pancreas ferritin，PPF）铁核由179 phosphate／PPF和1698 Fe^3＋／PPF组成，平均磷铁比值为1：9．5．PFF铁核表层由较高的磷铁比组成．选用电子光谱技术研究PPF释放铁和磷酸盐全过程，发现PPF以两种不同速率途径释放铁与磷酸盐．在弱酸条件下，PPF释放铁的速率明显高于在弱碱条件下的速率，证实PPF蛋白壳的柔性调节能力强弱是控制释放铁和磷酸盐速率的重要因素之一．     

蔗糖和凹凸棒石体系下抑制CO2水合物生成动力学研究

油气生产、储运及CO_2管道输送的过程中容易生成CO_2水合物,添加抑制剂是预防CO_2水合物生成的有效手段。采用蔗糖、凹凸棒石和蔗糖+凹凸棒石作为水合物抑制剂,利用可视化高压反应釜实验装置,在初始条件3 MPa和2℃下,研究其对CO_2水合物生成的气体消耗量、气体消耗速率、诱导时间和水合物生成量的影响。用压力变化法测定了CO_2水合物生成诱导时间,用动力学模型计算了气体消耗量和水合物生成量;并分析了蔗糖和凹凸棒石协同抑制CO_2水合物生成的微观机理。实验结果表明蔗糖有减少气体消耗量和水合物生成量的作用,凹凸棒石有延长水合物生成诱导时间和降低生成速率的作用,体系中同时存在蔗糖和凹凸棒石能展现出协同效应,抑制效果最佳的实验体系为30 g蔗糖+1 g凹凸棒石,较纯水体系的气体消耗量减少了18.8%,气体消耗速率峰值降低了60.9%,诱导时间延长了122.2%,水合物生成量减少了26.1%。以蔗糖+凹凸棒石作为水合物抑制剂效果良好,且经济环保。     

预炭化过程中升温速率对碳纤维结构与性能的影响

借助13C核磁共振波谱（13C-NMR）,X射线衍射（XRD）,拉曼光谱（Raman）等表征手段,研究了预炭化过程中聚丙烯腈基热氧稳定化纤维的热化学反应以及微观结构的变化,且重点研究了预炭化过程（400~800 ℃）升温速率对纤维热应力、结构、力学性能的影响。结果表明：随着预炭化升温速率的提高,纤维类石墨层间距 d₀₀₂ 呈现出先减小后增大,晶区堆叠厚度 L_c 呈现出先增大后减小的的趋势;与之相对应的纤维拉伸强度和拉伸模量则呈现出先增大后减小的变化;当升温速率达到132 ℃/min时, d₀₀₂ 和 L_c 分别出现最小值和最大值,此时所得碳纤维的力学性能最高。     

圆柱形电极Zn-Cu电池中Joule热电阻和Ohmic电阻的理论研究

从理论上对Zn-Cu伏打电池中的Joule热电阻(RJ)和Ohmic电阻(RO)进行了研究.结果表明:当Zn-Cu伏打电池处于缓慢、均匀、稳定放电状态时,RJ>RO.这是因为RJ=Q/I2,RJ涉及电流所带的离子,其大小取决于电能和化学能产生的热,RO=ΔU/I,其值大小只取决于电能.     

温度应力对低碳微合金钢连续冷却过程中相变塑性的影响

通过热模拟单轴载荷拉伸/压缩试验,研究了连续冷却过程中温度应力对低碳微合金钢700L相变塑性和相变动力学的影响。结果表明,在1/2奥氏体屈服强度的应力范围内,700L钢的相变塑性应变与温度应力呈线性关系,对应相变塑性参数k为1.357×10~(-4);整体而言,压应力对700L钢相变塑性的作用效果强于拉应力。连续冷却过程中,外加载荷明显降低了700L钢奥氏体向铁素体转变开始温度,延缓了铁素体相变进程,缩短了相变完成所需时间,并且拉应力作用对700L钢铁素体转变动力学的影响效果更显著。     

CSP连轧过程变形的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对薄板坯CSP连轧过程的变形过程进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件等效应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的变化．结果表明：在轧制变形区内,等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值;而在轧件入口表面附近等效应力和等效应变速率最大;在轧制稳定阶段．轧制力在微小范围内波动;轧制力模拟值与实测值基本一致．分析结果可以为工业生产提供参考．     

Influence of gangue existing states in iron ores on the formation and flow of liquid phase during sintering

Gangue existing states largely affect the high-temperature characteristics of iron ores. Using a micro-sintering method and scanning electron microscopy, the effects of gangue content, gangue type, and gangue size on the assimilation characteristics and fluidity of liquid phase of five different iron ores were analyzed in this study. Next, the mechanism based on the reaction between gangues and sintering materials was unraveled. The results show that, as the SiO₂ levels increase in the iron ores, the lowest assimilation temperature (LAT) decreases, whereas the index of fluidity of liquid phase (IFL) increases. Below 1.5wt%, Al₂O₃ benefits the assimilation reaction, but higher concentrations proved detrimental. Larger quartz particles increase the SiO₂ levels at the local reaction interface between the iron ore and CaO, thereby reducing the LAT. Quartz-gibbsite is more conductive to assimilation than kaolin. Quartz-gibbsite and kaolin gangues encourage the formation of liquid-phase low-Al₂O₃-SFCA with high IFL and high-Al₂O₃-SFCA with low IFL, respectively.