镍基合金掺杂W、Mo原子在γ/γ′相界面扩散机理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理,研究掺杂W、Mo在镍基高温合金的沉淀强化γ′相分配差异的因素.通过VASP软件,建立γ′-Ni_(3)(Al_(3/8)Ti_(5/8))相的体系模型,选取非等效位置的不同阵点,计算W、Mo原子在不同位置的替代形成能,分析W、Mo在γ′相的占位倾向;计算掺杂W、Mo原子前后,界面的吸附能,研究掺杂W、Mo对相界的影响;计算W、Mo原子从γ向γ′相扩散,获得W、Mo扩散的路径与势垒.结果表明,W、Mo的掺杂优先替代γ′-Ni_(3)(Al_(3/8)Ti_(5/8))相5号Al原子,并提高相界的稳定性;分配的差异是W相比于Mo替代γ′相位置的Al原子更易形成空位,而γ相中的Ni原子较难形成空位,且逆扩散所需能量更多导致的.

棒材连轧过程中温降的计算机模拟

用有限元法分析了棒材连轧时轧件温度的变化规律。随着轧制速度的提高，成品终轧温度明显升高，头尾温差大幅度减小；由于变形热的作用，变形量的分配及轧机的布置对轧件温降也有较大影响。通过对典型工艺下轧件温度所进行的现场实测，表明计算值与实测值吻合。

退火张力对冷轧SUS304不锈钢带力学性能和残余应力的影响

基于SUS304不锈钢冷轧后其力学性能和残余应力难于控制,文章根据现场生产条件,采用低温连续张力退火炉对冷轧后的不锈钢带进行相同温度、不同张力的去应力退火,观察并测试该材料在不同张力退火后的力学性能和残余应力的变化规律。结果表明,不同的张力退火工艺对材料的力学性能和内部残余应力有较大的影响。当退火温度在580℃、退火张力在6kg·f/mm2时,SUS304奥氏体不锈钢带常温屈服强度和抗拉强度值最大;在此退火张力条件下,其内部残余应力分布最均匀,板形最好。

结晶器/足辊区电磁搅拌的数值分析

本文针对安装在结晶器和足辊区的电磁搅拌器,采用有限元法模拟了方坯连铸过程中的磁感应强度的变化.结果表明,这种搅拌方式的感应电流、感应强度和电磁力的分布与其他搅拌方式有很大的不同,说明结晶器的铜板对磁场的传播有重要影响,特别是铜板的厚度和铜板在搅拌区的位置对磁场的传播影响强烈.这种现象是磁场在多层导体介质中传播的重要特征.

扇形段电磁搅拌对82B钢连铸坯成分和组织的影响

进行了结晶器搅拌和结晶器 +扇形段电磁搅拌连铸 82B钢 2 80mm× 380mm方坯的工业试验。结果表明 ,扇形段搅拌降低和改善了铸坯的中心偏析、疏松和夹杂物分布。 82B钢铸坯经扇形段搅拌后 ,中心部位碳含量峰值明显减小 ,碳偏析指数降低 5 7%～ 1 0 8% ,铸坯成分的方差值 (σ)减小 32 %～ 34 9%。

SS400钢中厚板焊接热影响区宽度的有限元分析

应用数值模拟技术建立了SS400钢中厚板焊接有限元模型,采用生死单元技术结合体生热率热源模型,在不同热输入下对其焊接热循环过程进行模拟计算,根据模拟得到的特征温度值进而得到不同热输入下热影响区宽度的变化规律,并将模拟结果与试验结果进行对比验证。结果表明:过热区宽度受热输入变化的影响较小,但不完全重结晶区宽度随热输入的增加几乎成线性增长;焊接热循环曲线模拟值与试验值的误差小于4.5%,热影响区宽度模拟值与试验值基本吻合,证明了建模及加载的准确性。

计算机辅助改进钢锭加热工艺参数

运用文献［４］提供的计算机软件，分析了大断面钢锭在加热过程中的温度变化规律，并开发和辅助设计了新的加热工艺参数，实现了加热能力与锻压设备能力的匹配。

普通取向硅钢在冷轧及退火过程中的组织及织构演变

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析了在冷轧及退火过程中不同工序段普通取向硅钢的组织和织构演变情况。结果表明:一次冷轧并经850℃×6min脱碳退火后,取向硅钢发生一次再结晶,晶粒由纤维状转变为等轴状,平均晶粒尺寸为25μm,织构主要有{001}〈010〉、{111}〈112〉和Goss织构等;在二次冷轧后,晶粒明显变小,且再次转变为纤维状,织构主要为α织构和γ织构;经1 170℃高温退火后,取向硅钢发生二次再结晶,一次再结晶晶粒异常长大,晶粒尺寸达到厘米级;拉伸平整退火后,晶粒更为圆整均匀,平均晶粒尺寸为2.28cm,Goss织构取向密度最大,达到24。

低温退火对301B高硬不锈弹簧钢性能的影响

为提高高硬不锈钢用于弹簧时的弹性和疲劳寿命,文章根据现场实际生产要求,对0.262mm厚冷轧301B奥氏体不锈钢在不同退火工艺下进行拉伸实验和硬度检测,并运用X射线衍射仪分析退火前后材料力学性能变化原因。结果表明,进行低温去应力退火后的301B奥氏体不锈钢的各项力学性能较冷轧态均有明显改善;采用温度450℃、速度7.6m/min的退火条件,可使该材料同时获得良好的力学性能和耐蚀性能。

SUS304不锈钢近平衡凝固过程微观组织实验研究

采用真空电弧炉将SUS304试样熔化后以一定的冷速冷却到不同的温度,快速液淬后观察其微观组织形貌.结果表明,304不锈钢的凝固过程分为两部分,首先是初生铁素体的析出过程,然后是三相反应过程;树枝状铁素体直接从溶液中析出,到达三相反应区后析出团状和孔状共晶团;由于受冷却速度的影响,细小的铁素体薄片转变成奥氏体,粗大的初生枝状铁素体无法完全转变,从而以骨骼状铁素体的形态存在于最终的微观组织中.

钢锭退火时间的计算机辅助设计

运用有限元法研究了不同规格钢锭在退火过程中的温度场随时间的变化规律,并辅助设计了钢锭去应力退火工艺的时间参数,现场工业性试验结果表明,退火工艺参数的确定是合理的,可靠的,实现了退火工艺节能和大幅度提高了生产率。

台车式退火炉流场分析及设计研究

通过研究台车式退火炉的烟气流动情况，提出了影响烟气流动的关键因素是烧嘴和排烟口的位置，烟气在炉内的速度大小及分布对炉子的加热效率和钢锭的退火质量有重要意义。在此基础上，设计了一种新型的退火炉型，流场计算表明，该炉型具有省能。

基于ANSYS分布式算法进行焊接模拟计算的实验研究

在Windows系统下,建立了ANSYS分布式并行计算环境.通过模拟焊接过程的温度场,得到以下结果:采用2个机器4个核时可以提高计算效率47%;文件的存储只与机器数有关,单机的核数对存储文件的大小影响甚徽.此外,计算结果的精度不受并行计算方式的影响.

小方坯连铸二冷配水对凝固与传热的影响

研究小方坯连铸在二次冷却过程中的坯壳凝固情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型,计算出在整个连铸过程中温度变化和温度场分布,并得出在二冷区铸坯凝固速度与换热系数的关系.

方坯凝固过程中铸坯热应力分析

根据大方坯连铸的凝固和变形过程的特点。

连铸电磁搅拌器磁场的有限元分析

以三对电极的电磁搅拌器为研究对象，模拟计算了不同安装位置时的磁感应强度变化规律，给出了有无结晶器时内部磁感应强度与磁极的磁感应强度的对应关系，为深入了解电磁搅拌的机理提供了理论数据。

扇形段电磁搅拌对U71Mn重轨钢质量的影响

在采用有限元分析软件全面计算了大方坯在连铸过程中的温度场分布、凝固末端的位置的基础上，确定了扇形段电磁搅拌器的安装位置。并在现场进行了结晶器搅拌和结晶器＋扇形段电磁搅拌对U71Mn钢组织的影响的研究。组织和成分检验表明，同一炉钢搅拌流比无搅拌流中心疏松更加弥散化；有扇形段搅拌比无扇形段搅拌的铸坯在中心偏析、夹杂物分布有不同程度的改善；搅拌流的中心部位碳峰值明显减小，碳偏析指数降低1．7％～12．5％；铸坯成分偏析的方差值减小9．4％～38．3％。

316不锈钢连铸结晶内坯壳凝固规律研究

为研究连铸过程中拉速及过热度对钢水凝固的影响,采用商业有限元软件ANSYS,利用生死单元技术,对316不锈钢板坯生长情况进行了模拟.模型采用3-D模型,分别计算了拉速为0.4,0.5,0.6,0.8 m/min及过热度为30,40,50℃时坯壳出口温度、角部温度及出口厚度的变化.结果表明,随着拉速和过热度的提高,坯壳出口温度及角部温度均升高,坯壳的出口厚度减薄,而角部温度波动随拉速提高,越来越小;在低拉速条件下坯壳最薄处均在横向距角部40 mm左右位置处,高拉速条件下坯壳最薄处向角部靠近.

约束控制对特厚板20MnNiMo钢焊接残余应力的影响

以热-弹塑性理论为基础,建立了100 mm厚20MnNiMo三维焊接有限元模型,利用ANSYS有限元程序分析了4种约束方式对特厚板焊接残余应力的影响,并通过盲孔法对部分模拟结果进行了试验验证.计算结果表明,约束位置的增加可以使焊接接头残余应力变大.随着约束位置的增加,焊缝区横向应力和热影响区纵向应力由压应力变成拉应力.约束位置越多,残余应力越大,焊接变形越小.模拟结果中,方案A试板边部翘曲变形最大,总变形量为39 mm,方案D变形最小,变形量为0.8 mm.

净化软磁合金用碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的研制

制备了一种应用于软磁合金生产过程中的泡沫陶瓷过滤器.该过滤器以碳化硅、粘土、氧化铝粉为原料,采用有机泡沫浸渍工艺制备.分别用SEM和XRD分析断面显微结构和晶相组成.结果显示,断面显微结构致密均匀,晶相组成为碳化硅相、莫来石相和方石英相.该种泡沫陶瓷过滤器的抗热振性可达8次.现场应用表明,氧、氮、铝含量的去除率分别达到33.15%,22.79%和41.62%,过滤效果良好.