简介:建立了用于模拟立方晶系合金三维枝晶生长的改进元胞自动机模型。该模型将枝晶尖端生长速率、界面曲率和界面能各向异性的二维方程扩展到三维直角坐标系,从而能够描述三维枝晶生长形貌演化。应用本模型模拟在确定温度梯度和抽拉速度条件下三维柱状晶生长过程的一次臂间距调整机制和不同择优取向柱状晶之间的竞争生长。使用NH4Cl-H2O透明合金进行凝固实验,模拟结果和实验结果吻合较好。
简介:本文对某型咖啡壶样品进行了分解和剖析,对各元、器件的特性、工作原理与过程进行了研究。通过工作试验、模拟试验,对整个系统的工作流程进行了实测;在预制失效的情况下,对系统的应激反应进行了监测;根据元件的材料、结构特点和使用环境等因素对其失效模式进行了分析。在以上工作的基础上,采用预先危险分析、失效模式与效果分析和故障树分析等可靠性分析手段,对咖啡壶系统进行了失效评估。评估结果表明,咖啡壶在结构、系统、安全防护设计等方面较为合理,咖啡壶在意外发生时安全保护系统较为完善,符合安全设计准则;咖啡壶金属制弹簧类元件普遍存在抗腐蚀性能差的问题,电阻保持架的加工质量存在问题。
简介:本文对疲劳损伤定量分析的理论和模型、断口定量分析疲劳寿命、疲劳应力以及对工程构件安全使用具有重要意义的基于损伤容限设计思想的原始疲劳质量与失效评估技术的研究现状进行了分析。通过断口定量反推疲劳应力和疲劳寿命应用最多的是Paris公式,疲劳裂纹萌生寿命目前还无法直接从断口上反推出来,一般通过人为设定a0值的方法计算疲劳裂纹萌生寿命。相对而言,国外对在役构件的剩余寿命评估方面开展了较多的工作。本文分析比较了国内外在疲劳损伤定量分析与失效评估研究的侧重点和思路的异同,并指出了加强失效分析在产品设计、生产、使用和维护各个环节的应用力度及开展失效评估技术研究是失效分析领域发展的两个重要方向。
简介:利用平衡合金法,采用扫描电镜-能谱仪和X射线衍射方法对Al-Fe-Sn三元系973和593K等温截面的相关系进行实验测定。实验结果表明:在此两个截面上均未检测到三元化合物;973K时液相中Fe的最大固溶度为1.6%(摩尔分数),而593K时Fe和Al在液相中的最大固溶度分别为0.6%和5.1%(摩尔分数);在973和593K等温截面上,Sn在Fe-Al化合物中的最大固溶度分别为4.2%和2.3%(摩尔分数);Fe-Al化合物均能与液相保持平衡。
简介:利用透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)研究高压扭转大塑性变形纳米结构Al-Mg合金的微观结构演变和位错组态。结果表明:对尺寸小于100nm的晶粒,晶内无位错,其晶界清晰平直;而尺寸大于200nm的大晶粒通常由几个亚晶或位错胞结构组成,其局部位错密度高达10^17m^-2。这些位错是1/2〈110〉型60°位错,且往往以位错偶和位错环的形式出现。在高压扭转Al-Mg合金的超细晶晶粒中,用HRTEM同时观察到分别由0°纯螺型位错和60°混合位错分解产生的Shockley部分位错而形成的微孪晶和层错。这些直接证据证实,通常存在于FCC纳米晶中由晶界发射部分位错而产生孪晶和层错的变形机制,同样可以存在于超细晶FCC金属中。基于实验结果,分析了高压扭转Al-Mg合金中的局部高密度位错、位错胞、非平衡晶界、层错和孪晶等对晶粒细化的作用,提出了相应的晶粒细化机制。
简介:在冶金炉渣中,依附在固体尖晶石上的金属熔滴可有效阻止铜在炉渣中的沉积。为了理解这一现象,评估了尖晶石颗粒和铜及与炉渣的交互作用。分别以PbO-FeO-SiO2-CaO-Al2O3-Cu2O-ZnO合成炉渣、纯铜和MgAl2O4基体代表工业废渣、铜滴和固体尖晶石。用静滴法和显微组织分析研究铜-MgAl2O4和炉渣-MgAl2O4交互作用。另外,采用沉浸实验研究时间对炉渣-MgAl2O4交互作用的影响。结果表明,铜在MgAl2O4上不润湿,然而炉渣在MgAl2O4上润湿并在界面处形成了(Mg,Fe,Zn)(Al,Fe)2O4尖晶石交互层,在浸出实验中也观察到了该现象。同时观察到了MgO和Al2O3从尖晶石基体扩散到炉渣中。
简介:浮选过程中矿浆的黏稠度是由矿浆温度、矿粒浓度、矿粒细度等决定,它对浮选效率的影响一直受到工业界的极大重视。在实际生产中,一些自然因素和操作参数的变化,如季节性温度的浮动,矿石硬度、矿石性质的变化等产生的矿浆黏稠度的浮动,导致气泡尺寸和分布规律产生浮动,进而使选矿回收率等经济指标下滑。即便如此,在科研中矿浆黏稠度的相关研究并未受到重视。本研究的重点是黏稠度和气泡尺寸在浮选过程中的关系。试验采用半工业化美卓700L机械浮选机和McGill大学独有的气泡观测仓,通过调整液体温度来改变黏稠度,在充分屏蔽其他浮选操作条件的情况下形成了气泡-黏稠度的关系图。结果显示了气泡尺寸D32和黏稠度(μ/μ20)之间呈现0.776的指数关系,有较强的关联性。本研究结果对实际生产中通过控制黏稠度来优化气泡尺寸,乃至浮选经济指标具有借鉴意义。
简介:研究了Sb^3+-OH^--Cl^-体系中配位溶解-沉淀平衡的理论模拟和实验验证,包括SbOCl、Sb4O5Cl2和Sb2O3的水解沉淀过程。对不同配体浓度、不同pH值条件下的锑离子平衡浓度进行理论计算及实验验证,同时分别从溶解平衡和物质转变吉布斯自由能的角度对沉淀产物进行理论分析,并开展验证实验。结果表明,实际锑离子平衡浓度大于理论计算的浓度,其中理论计算的锑离子最小平衡浓度在pH值4.6时为10^-10.92mol/L,而实验验证结果表明在pH值5.1时最小平衡浓度为10^-3.8mol/L。在一定pH值条件下可以得到不同沉淀产物,无论是在理论计算或是验证实验中均不存在SbOCl,验证实验中得到了产物Sb8O11Cl2-H2O。
简介:采用化学平衡模拟软件GEMS预测了锌湿法冶金过程中涉及的锌在Zn(Ⅱ)-NH3-H2O和Zn(Ⅱ)-NH3-Cl--H2O体系中的溶解度,并构建了其含锌物种分布图和优势区图。采用平衡实验方法测定了相同条件下锌的溶解度,其结果与预测结果相吻合。含锌物种的分布图和优势区图表明,在弱碱性条件下,2个体系均为以锌氨和羟基锌氨配合物为溶液的主要物种,其中Zn(NH3)24-为主要优势物种;在Zn(Ⅱ)-NH3-Cl--H2O体系中,锌氨氯三元配合物的形成能有效增大锌在中性条件下的溶解度,在该体系中存在Zn(OH)2、Zn(OH)1.6Cl0.4和Zn(NH3)2Cl23种固相,固相产物的形成取决于体系中总锌、总氨和总氯浓度。这些热力学平衡图表明了体系中各种物种之间的相互影响作用,并预测了总氨和总氯浓度的变化对锌溶解度的影响,为锌湿法冶金提供了热力学数据。