高铝钛铸造镍基高温合金的凝固与偏析是极复杂的过程,本文测定了凝固过程中各种相的形成顺序、成分变化及合金元素的分配系数等,着重讨论了(γ+γ′)共晶的形成过程和控制该合金析出σ相的办法。

在Fe-Mn-Al-Cr系亚稳奥氏体区内,用膨胀法测定了40种合金的γ→ε-马氏体转变温度M_(es)。以多元线性回归方法处理实验结果,建立了M_(es)与合金成分关系的经验公式。经验公式中,1Wt-％的Al,C,Cr分别使Fe-Mn合金的M_(es)降低约51,339,8℃;这个结果与以前研究它们对Fe-Mn合金γ→ε-马氏体转变的影响和Ishida计算它们对Fe-Mn合金γ→ε相变驱动力的影响一致。根据γ→ε-马氏体转变的层错机制,简要讨论了Al,C和Cr对Fe-Mn合金M_(es)的影响。

本文用高压电镜研究了Zr在高静液压下,挤压变形后形成的位错亚结构。在10％变形率下,位错以复杂二维纠结形态密集于(1010)活动滑移面上;到30％变形率时,发展为以这些活动滑移面为界面,间距0.5μm左右的平行片层结构。在1200MPa下挤压70％后,普遍形成形态清晰、界面位向差达3—5°以上的片层状亚晶群。亚晶群从其晶体学特征上分成两类:一类是在早期变形时形成的平行(1010)面的亚晶的基础上,进一步发展起来的倾侧型亚晶;另一类亚晶界面平行于基面(0001),并呈扭转晶界特征。后者比前者数量更多,厚度更小(0.1—0.3μm),但在较小变形量下不出现。通过与常规拉拔Zr的比较,可以肯定上述现象是静液挤压条件下形成的特殊的位错亚结构,高静液压对位错热激活运动的影响可以解释这种特殊亚结构的形成。

<正> 一、引言 氢总是促进铁和钢的蠕变,但解释并不一致,迄今为止,尚未研究过氢对奥氏体不锈钢蠕变的影响。已经表明,即使是不产生α′马氏体的稳定型不锈钢(如310)也能产生氢致滞后开裂,而且发生在氢致滞后塑性变形之后。

Hf降低铸造高温合金的液相线温度,使最终凝固温度降到1130℃。Hf缩小了失去枝晶间毛细补缩能力时的温度与固相线之间的温度范围,减少了凝固后期保持枝晶间液池连通状态所需的液体量。富Hf熔体具有良好的流动性并具有趋肤效应,这些都是含Hf合金可铸性增高的因素。 铸造高温合金枝晶干不含Hf,Hf高度浓缩在枝晶间狭窄区域并常以富Hf相存在。富Hf初生相的含Hf量按下列次序递减:MC_((2)),(Hf,Ti)_2SC,Ni_5Hf,MC_((1)),共晶γ′。Hf降低了初生相的形成温度,所有富Hf相的凝固温度低于1250℃,它们都在凝固后期Hf浓度高于13wt-％的液池中析出,并具有共生特性。

采用快速凝固工艺制取了不同规格的Cu-24.9wt-％Zn-4.5wt-％AJ合金带材、并通过应力-应变曲线、电阻-温度曲线、光学金相、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等方法研究了该合金的形状记忆性能、组织结构特征及热处理的影响。结果表明:合金喷带原始组织是单一的β细晶(晶粒尺寸约20μm);经720℃10min水淬处理后晶粒长大到100μm左右,室温下为(β+M)组织时,可以获得最佳的形状记忆性能,且避免了粗晶脆化;在应变值ε≤8％时能实现完全的记忆回复;加载变形过程中,样品表面形成的马氏体和晶粒状浮雕具有可逆性。

本文根据现有文献中的数据,将Sharma等的规则溶液模型推广到多元系,计算了含Cr,Mn,Si的20Cr,30Cr,40Cr,40Mn2,20CrMn,35CrMn2,38Crsi以及30CrMnSi等低碳低合金钢在其两相区各温度下α和γ两相的平衡浓度、两相的相对量及A_(e3)温度。计算得到的一系列合金的A_(e3)温度与实验值A_(c3)吻合较好。

本工作应用放射性同位素技术和无水电解液电解法测定铁液中溶解态稀土的含量,用直接比色法分析和计算铁液中溶解态的Al含量,在稀土作用过的Al_2O_3坩埚内,使用ZrO_2(MgO)固体电解质浓差电池直接测定铁液中溶解态的氧活度。用外推法求得铁液中RE-Al-O平衡常数K_(REAlO_3)和相互作用系数e_(RE)~(Al)与温度的关系式。 对于CeAlO_(3(2))=[Ce]+[Al]+3[O]平衡反应 lgK_(CeAlO_3)=-37900/T+5.84 △G_(CeAlO_3)~0=173400-26.7T(cal/mol) e_(Ce)~(Al)=20500/T-13.53 对于NdAlO_(3(3))=[Nd]+[Al]+3[O]平衡反应 lgK_(NdAlO_3)=-24700/T+O.69 △G_(NdAlO_3)~0=113030-3.16T(cal/mol) e_(Nd)~(Al)=13500/T-9.33

选用近期实验所测得的较为准确的RE-O,RE-S和RE-O-S系统的热力学数据,建立了纯铁液中的[Ce]-[O]-[S]空间沉淀图。应用热力学理论计算了铁液中氧硫活度和所生成的稀土夹杂物之间的定量关系。又以实验事实为依据,确定铁水初始氧硫活度和所生成稀土夹杂物类型的关系,并且验证了理论计算的结果。

本实验采用ZrO_2(MgO)固体电解质氧浓差电池直接测定氧的活度,用放射性测量技术及低温无水电解分离夹杂的方法,考察了电解分离过程中La_2O_2S的稳定性并测定了铁液中溶解态的La含量,对实验数据用平衡值外推法处理得到: 1550℃ K_(La_2O_2S)=3.81×10~(-19) e_S~(La)=-4.1 1600℃ K_(Li_2O_2S)=6.45×10~(-19) e_S~(La)=-4.8 1650℃ K_(Li_2O_2S)=7.41×10~(-19) e_S~(La)=-4.2 La_((1))=[La] △G_(sol)~0=-136700+59.82T,γ_(La)~0=0.33(1873K) 实验结果表明La具有比Ce,Nd,Y更强的脱硫氧能力。

本文在大量生产统计和实验室检验的基础上,对Cr5Mo,12CrMoV,10等钢的轴心晶间裂纹的出现规律进行了研究,并做了25kg实验锭的低倍,断口、金相和电子探针分析。结果表明,钢锭中的轴心晶间裂纹是真实裂纹,其产生与钢中含碳量有关,它属于钢锭凝固过程中高温固态δ→γ相变引起的高温裂纹。

在研究Cr12Ni2WMoV钢疲劳裂纹扩展的基础上,本文进一步利用高倍电镜进行了断口微观分析,得到了可用于定量研究的疲劳条纹数据。比较详细地讨论了宏观疲劳裂纹扩展速率dα/dN与微观条纹间距α之间的关系,提出了解释观察现象的若干假设。依据上述假设,引入面积修正函数F后,可将dα/dN-α关系表达为 dα/dN=F(△K,R)·α(△K) 且指出F具有下述形式: F(△K,R)=A(△K)~m/[(1一R)K_c-△K] 最后,给出了Cr12Ni2WMoV钢锻件的F值。

本文导出了包括各组成相尺寸因素在内的、用组成相材料断裂韧性和体积比来估计多相材料断裂韧性的表达式: 通过极限分析,导出了符合混合律的上限值表达式(n→∞) 和下限值表达式 其中V_f~j,K_(Ic)~j分别表示各相材料的体积比和断裂韧性,n是和各组成相尺寸有关的参数。

从鞍钢九号高炉和首钢二号高炉风口前回旋区取出了经过部分燃烧的煤粉试样进行研究。结果表明:煤粉离开喷枪刚进入直吹管就开始了挥发份的挥发和燃烧反应;直吹管可能是煤粉预热和预燃烧的一个重要空间。但是煤粉在风口前回旋区仍不能完全燃烧尽,其半焦仍有20—30％是在回旋区外滴落带中焦炭层内气化的,但不影响高炉正常操作。为了进一步扩大喷煤量、节约冶金焦,必须增加能加快风口前煤粉燃烧速度的措施。试验室模拟高炉风口前燃烧条件的燃烧动力学试验表明:对于两厂所用的无烟煤,进一步磨细到小于目前60—80％为-200mesh的水平(亦不宜小于40μm左右),以及增加鼓风含氧到30—40％,进一步提高风温,改进煤粉在直吹管内的分布,在全部风口中同时均匀喷煤,选用烟煤代替目前的无烟煤是有效的。 对喷吹前和部分燃烧后的煤粉试样进行煤岩相鉴定表明:烟煤燃烧不仅在表面而且在其内部同时剧烈进行,无烟煤粒的内部燃烧所占比重较表面燃烧要小,特别是首钢京西无烟煤。这和烟煤具有较好的燃烧性一致。根据传热和传质原理推导出一组煤粉燃烧的数字模型,将本文中两座高炉和试验室燃烧炉条件代入数字模型用计算机求解得到与实际近似的结果。

本文借助于热分析、金相、X射线和电子探针分析研究了Al-Mg-Ce体系富Al区三元金属间化合物与液相限。发现固相中生成的金属间化合物X可在颇大范围内形成固溶体;Al-Mg_5Al_8-CeAl_4赝三元体系仍属低共熔型体系。有对应于α-Al,Mg_5Al_8和CeAl_4的三个液相面,三条二次结晶线,一个三元低共熔点,组成约为12.6wt-％Ce,26.0wt-％Mg;温度446℃。

用Monte Carlo法对冰晶石熔体结构作计算机模拟研究。计算了1283K的3NaF·AlF_3熔体中离子分布的各种偏径向分布函数和若干局部结构的表征函数。结果表明:冰晶石熔化后,AIF_63-中部分F-离子远离Al~(3+)离子,和Na~+离子组成xNa~+·yF-离子集团。AlF_63-部分解体成为可用AlF_4-,AlF_52-代表的局部结构。部分Al~(3+)通过Al-F-Al(氟桥)连接,组成Al_2F_7-等离子集团。计算还表明:冰晶石熔体中自由体积的分布不均匀,xNa~+·yF-集团内部以及AlF_4-和xNa~+·yF-之间缝隙较大。

本文研究了非晶态Ni_(83)Cr_7Fe_3Si_4B_3合金在动态加热及等温热处理条件下的晶化过程。结果表明,对于动态加热及等温热处理两种情况,镍基非晶态合金的晶化过程相同,结晶相没有发生变化。但是,在动态加热条件下,初始晶化主要是成核结晶,而在等温热处理晶化过程中晶粒长大起主要作用。

用测定阴极极化曲线、比色分析、X射线、扫描电镜及电子探针分析等方法系统地研究了(Fe,Co,Ni)-P合金电化学沉积条件与镀层结构的关系。结果表明:电化学沉积条件对镀层结构的影响是通过镀层中磷含量变化实现的;镀液中NaH_2PO_2浓度及pH值是两种主要影响因素;找出了电位与结构关系以及各系非晶态结构小片堆垛最高高度。

根据Archimedes原理设计了测量熔体密度的新型沉锤和测量程序并导出了新的计算密度的公式,建立了联称法。此法在同样实验条件下较修正法和二球法都更准确。