挤压铸造碳纤维增强A356金属基复合材料凝固过程的研究

分析了挤压铸造制备ＣＦ／Ａ３５６复合材料的充填过程，研究了工艺参数对基体合金凝固组织的影响．实验结果表明，当预制件中纤维均匀分布时，存在三角形、正方形、六边形３种排列方式，其充填阻力Ｐ＝４．３２ＭＰａ．挤压铸造ＣＦ／Ａ３５６复合材料时，当浇注温度较高时，其凝固发生在整个浸渗过程结束之后，这是由于模具和纤维的激冷作用，而首先凝固的晶坯在浸渗过程中局部或完全重熔；基体合金初生α－Ａｌ相在纤维间隙中形核并逐渐向纤维表面长大；而共晶Ｓｉ相依附碳纤维表面形核并长大，当预制件预热温度高于基体熔点时，共晶Ｓｉ相包覆碳纤维表面长大．随着凝固冷却速率的降低，共晶Ｓｉ相形态发生从蠕虫状、细针状到片状或块状的转变，其尺寸由小到大变化．     

Na2SO4·10H2O和Na2HPO4·12H2O体系的相变特性

主要研究了Na2SO4·10H2O体系、Na2HPO4·12H2O体系及它们的复合体系的相变特性,测定了升温曲线和降温曲线,并初步探讨了体系中分层和过冷现象的解决措施.研究结果表明,Na2SO4·10H2O体系的相变温度为33 ℃左右,由于它是一个不一致溶化合物,易产生分层现象,采用的增稠剂CMC可以显著改善分层现象,有轻微的过冷现象存在.Na2HPO4·12H2O体系的相变温度约35 ℃,冷却过程中没有分层现象,但过冷现象严重,(3%硼酸+3%硼砂)对改善该体系的过冷度有一定作用,但效果不佳.结合两个体系的实验结果,尝试了将Na2SO4·10H2O体系和Na2HPO4·12H2O体系进行复合以期得到新的相变特征, (80%Na2SO4·10H2O + 20%Na2HPO4·12H2O)复合体系的相变温度为28～29 ℃,重复实验结果表明该体系重复性好,相变温度稳定,分层和过冷现象基本消除.     

快凝无机植筋胶栓试验研究

对不同配合比下的无机胶凝材料试块的抗压强度和凝结时间进行了研究,得到了一组在强度和凝结速率方面均较好的配合比.在此配合比下,试块3d强度可到43.8MPa,达到28d抗压强度的69.0%,且凝结时间小于5min,具有良好的快凝高强性能.利用其快凝高强的性能,制作了2种不同类型的无机植筋玻璃胶栓,通过混凝土基材的植筋拉拔试验,探讨了不同钢筋直径、锚固深度、植筋角度以及植筋天数等因素下对极限拉拔承载力的影响.基于试验现象归纳了典型破坏形态,并根据极限拉拔承载力结果用数据回归方法提出了相对锚固长度计算公式.     

Centerline Segregation in Continuous Casting Billets

Centerline segregation is of practical significance since it affects the material properties. Centerline segregation in continuous casting billets was studied by solving the fluid flow, solidification, and solute transport equations from the initially liquid steel to the completely solid state using the finite difference method with the SIMPLER algorithm. The results show that the centerline segregation is induced by both the fluid flow in the mushy zone and the accumulation of solute-rich liquid near the solidification front. The species concentration in the center of the strand rises quickly in the mushy region to a maximum at the end of solidification. The most serious segregation occurs along the billet centerline.     

热镀锌用Zn-(0～6.0%)Al-4.0%Sb合金的凝固组织

采用扫描电镜、背散射成像、能谱分析及X线衍射等分析手段,研究热镀锌用中间合金Zn-xAl-4.0%Sb(x=0,0.5%,1.0%,2.0%,4.0%,6.0%)在炉冷、空冷和水冷(冷却速度分别为0.04,1.06和36℃/s)条件下的凝固组织。研究结果表明:当x=0时,合金的凝固组织为先共晶相(β-Sb3Zn4或ζ-Sb2Zn3)加共晶体(β-Zn共晶或ζ-Zn共晶)的过共晶组织;当0x1.0%时,组织中出现AlSb相粒子,并随着Al含量的增加,AlSb含量增多而SbZn化合物含量减少;当x=1.0%时,SbZn化合物相消失,组织为锌基体上分布AlSb相粒子;当1.0%x6.0%时,组织为Zn-Al亚共晶和AlSb粒子。随着冷却速度的增大,合金组织细化,且水冷可抑制亚稳态ζ相向β相的转变。     

定向凝固Fe—6.5%Si合金室温三点弯曲过程中的滑移

分析了定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带,采用EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向.结果表明,在横向试样近下表面两个位向差为29.3°的晶粒中,滑移带在{001}面上分别与〈010〉方向成25°和60.7°.经分析,这两组滑移带都不属于{110}〈111〉滑移系,而可能属于{112}〈111〉或{123}〈111〉滑移系.     

高纯铝定向凝固中晶粒的生长特性

采用自制的定向凝固提纯炉定向制备了大直径高纯铝圆锭，并对其定向凝固组织中晶粒的生长状况进行了研究．结果表明，初生的高纯铝晶粒易于发生再结晶合并，随着保温时间的增加，晶粒的生长形态逐渐由等轴晶态转变为柱状晶态；过渡区晶粒在晶界夹角处形核，并在随后的竞争生长过程中产生湮没、扭转等状况；多晶生长暂停拉伸时，新晶粒将在柱状晶顶部晶界夹角处形核并长大，而且新晶粒的晶格取向与原有晶粒的取向无关．     

冰浆制取装置的设计及过冷器中流体流动模拟分析

设计了一种过冷水动态制取冰浆的实验装置.用CFD软件Fluent6.0对过冷器中流体流动进行数值模拟计算,并直观地显示了管内温度分布情况.     

天然气水合物抑制剂BVP性能研究

随着国内天然气开采规模的日益扩大和深海开采的进行,由天然气水合物所引起的问题,日益受到了石油天然气研究人员的重视。为抑制天然气水合物的生成,急需研究开发出加量少、效率高的水合物抑制剂。为此,自主合成了新型动力学水合物抑制剂BVP,采用自制评价设备,以四氢呋喃法[THF]对其性能进行了评价。评价结果： BVP加量为0.5%～0.75%时,水合物结冰温度为-8℃,过冷度为-10℃;结合天然气水合物抑制剂PVP做性能对比,BVP的性能明显优于PVP,BVP浊点较PVP浊点提高了27.2℃,相同加量条件下BVP承受过冷度较PVP承受过冷度低2～3℃;结合热力学抑制剂复配,最优复配方案：5%～10%NaCl 0.5%BVP,该复配方案下溶液能够承受过冷度达-12℃～-16℃。     

用交替方向隐式迭代法计算铸件凝固过程的温度场

为了提高薄壁、复杂铸件凝固过程数值模拟时的计算速度,将整个计算域分为砂型和铸件两个分区,用显式差分格式计算砂型中的温度场,用交替方向隐式迭代法计算铸件中的温度场;基于热焓法,采用源项线性化技术处理凝固潜热,以提高铸件温度场的收敛速度,采用变时间步长以提高铸件温度场的计算效率。通过一个算例,证实本算法可提高薄壁铸件凝固过程数值模拟的计算效率。