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凝固过程液相区内晶体形成的模拟研究

一、前言 在铸件和铸锭的凝固组织中,通常存在着图1所示的三个晶区:表面细晶区(激冷区)、柱状晶区和中心等轴晶区〔‘,。不同的晶粒形态对应于不同的性能,因此晶粒形态的控制是一个受到广泛重视的课题。然而至今人们对柱状晶向等轴晶转变这一问题的认识还不完善,远远不能作到对其转变位置的定量预测和控制。近年来的研究表明〔“,吕〕,柱状晶向等轴晶的转变是由:在中心液相区内形成晶核;晶核在柱状晶前沿长大而阻止柱状晶的生长,等两个过程所决定。液相内形核是发生柱状晶向等轴晶转变的必要条件,对此已提出许多机理‘4,。最早Chalmers等以成分过冷理论为基础,提出了柱状晶前沿液相成分过冷区内非自发形核理论‘“,。由于这一理论缺乏实验依据和充分的理论证明,很少为人接受。随后Chalmers接受了Gender:早期的思想,提出激冷区内形成的晶核卷入并增殖的理论〔4〕。此外,Jackson等提出枝晶熔断理论〔“,;Southin提出“晶雨”理论〔7,;大野...  (本文共8页) 阅读全文>>

《金属学报》1988年06期
金属学报

铸锭凝固过程中的对流及液相区成分变化的模拟实验研究

在传统的凝固过程研究中,通常把液相区的成分看成是均匀的.产生这种观点的基础是对液相区内的对流作了简单的假设,认为液相区内液体的混合是充分的.然而这一认识至今没有人作过认真地论证和研究.本课题拟选用对流规律与碳钢相似的NH‘Cl水溶液〔1〕模拟研究凝固过程中液相区的对流规律和成分变化以及合金成分的影响.仁的lant1实验方法 实验所用铸型如图1所示,型腔尺寸为sx60xl60mm.铸型前后两面用有机玻璃制成,左右两侧及底部为Cu壁冷却室.冷却液在液压泵的作用下在冷却室和制冷槽之间循环,使型内的溶液按顺序凝固.冷却液为液氮制冷的酒精,温度可控制和调节.铸型的背面装有注射针头,可向型内注人染色液,并可从型内取样进行成分分析.用镍铬一镍硅热电偶测定温度.Co日i闪‘:怕m卜叶SCO以己nt 图1铸型结构示意图Fig.1 Seheme of the moldB 380金属学报24卷 实验主要选用30%NH‘Cl水溶液,其液相线温度为32℃...  (本文共6页) 阅读全文>>

东北大学
东北大学

多元钢液体系中镁的冶金行为与作用机理

非金属夹杂物不仅对于成品钢材的强度、韧性、塑性等机械性能指标具有重要影响,而且对于钢水浇铸的顺行具有重要影响。钢中非金属夹杂物成分、形态、粒度及其分布控制是洁净钢冶炼的核心内容之一。钢液镁处理具有控制非金属夹杂物成分和粒度的功能,系统研究钢液体系中镁的冶金行为与作用机理,对于深入解析镁对非金属夹杂物变质机理和影响机理具有重要科学意义,对于拓展镁处理应用范围,指导镁处理技术的工业应用具有重要意义。本课题结合实际钢种成分范围,首先针对含镁钢液体系(Fe-Mg-Al-O-S、Fe-Si-Mn-Al-Mg-0和Fe-Mg-Al-Ca-O体系)进行了热力学计算,并以此为基础,通过高温模拟实验,研究了含镁钢液体系中非金属夹杂物的演变行为与影响机理。在Fe-Mg-Al-O-S体系中,热力学研究结果表明,溶解铝含量在0.01%~0.1%范围内变化时,微量的镁就能将Al2O3变质成MgO·Al2O3。而只有继续提高镁含量,使钢中溶解镁、铝质量比达...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

《环境工程技术学报》2018年04期
环境工程技术学报

危险废物焚烧灰渣多元氧化物体系平衡相关系及液相区特性

3.光大环保技术研究院(南京)有限公司,江苏南京2111024.中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083等离子熔融处理技术是危险废物焚烧灰渣减量化、无害化和资源化的理想技术之一。在1 300~1 500℃的高温条件下,灰渣中的有机物发生分解、气化、燃烧,而无机物则熔融生成玻璃态熔渣,同时大部分的重金属被固化到玻璃体中,不易浸出,得到无毒无害的玻璃体,不仅可以实现灰渣减容90%(对于填埋负担而言),而且该玻璃体还可用在建筑材料(水泥、轻骨料、陶瓷等)、微晶玻璃制造等领域[1-3]。危险废物焚烧产生的灰渣中主要氧化物组分为Ca O、Al2O3、Si O2、Na2O、Fe Ox和Mg O,约占灰渣总质量的90%左右。多元体系的平衡相关系及液相区温度对优化熔融成渣工艺和所形成熔渣的物理化学性质影响较大,是重要的基础热力学数据[4]。相关文献资料显示[5-8],除Ca O-Si O2-Al2O3-Mg O体系在冶金工业中被普遍...  (本文共8页) 阅读全文>>

《低温与超导》2005年02期
低温与超导

氦-3状态方程研究进展 第二部分:正常液相区和气体区以及全区间状态方程

1介绍液态和气态氦的两种同位素(4He和3He)是获得极低温条件的必要制冷剂,拥有宽温度和压力范围内3He的详细热力参数数据对进行极低温基础科学研究和制冷特性研究是至关重要的。虽然有关3He状态方程的实验和理论研究工作早在上个世纪中期就已展开,其中有部分学者提出了局部液体区和低温气体区的半经验关联式。但遗憾的是,所有有关3He的数据和理论模型等都散布于早期的文献中,至今尚缺乏一个热力学统一的解析形式状态方程,来准确描述1K左右到室温300K温区的3He热力学性质。近几十年来,不同领域的研究者对3He的热力学和传输性质产生了浓厚的兴趣,和3He直接相关的两个研究课题已分别于1996年和2003年获得诺贝尔物理学奖。在国家自然科学基金项目(50376055)的支持下,我们开展了3He热物性和传输性质的整合工作,意在探求一个精确的状态方程,,建立3He热物性和传输性质数据库。目前已经完成了全面的文献调研工作,获得了包括P-V-T数据、...  (本文共6页) 阅读全文>>

《材料与冶金学报》2012年02期
材料与冶金学报

CaO-SiO_2-FeO_x-MgO氧化物体系液相区及相关系计算

渣化处理是垃圾焚烧底灰无害化和资源化的一种处理技术.在1 300℃以上高温条件下,底灰中有机物发生热分解、燃烧及气化,而包括大部分重金属盐类在内的无机物则熔融形成玻璃质熔渣,大大降低其浸出可能性.经过渣化处理,不仅实现焚烧底灰高效减容、金属回收,而且稳定的熔渣还可作为路基材料,得到有效利用[1].垃圾焚烧底灰的氧化物组分主要包括CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO及Na2O等六组分,共占焚烧底灰总量的90%以上.表1为来自荷兰罗曾堡市Afvalverwerking Rijnmond(AVR)垃圾焚烧厂底灰的氧化物组分[2].这些氧化物组分直接影响着焚烧底灰渣化处理中玻璃相的形成,同时对于保证重金属牢固束缚和低浸出都具有重要影响.因此,对该六元氧化物体系平衡相关系及液相线的研究对于准确描述底灰的渣化过程与机制、以及所得熔渣的物理化学性质具有重要科学价值,是不可或缺的基础热力学数据[3~5].然而,文献调研表明,关于该六...  (本文共5页) 阅读全文>>