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V-M(M=Li,Na,K,Sc,Ag)二元系的相图热力学研究

胡标 , 尹明 , 王庆平 , 闵凡飞 , 杜勇

兵器材料科学与工程

基于文献报道的实验数据,采用相图计算(CALPHAD:CALculation of PHAse Diagrams)方法对V-M(M=Li,Na,K,Sc,Ag)5个二元系进行相图热力学研究.通过热力学优化计算获得了一套描述液相、(V)、(Li)、(Na)、(K)、(αSc)、(βSc)和(Ag)相的热力学参数.V-Li、V-Na和V-K体系中的气相视为由组元V、Li、Li2、Na、Na2、K和K2混合的理想气体.与实验相图数据对比表明,获得的热力学参数能够准确地描述实验相平衡数据.

关键词: V-M(M=Li,Na,K,Sc,Ag) , CALPHAD方法 , 相图 , 热力学模型

铈在253MA耐热钢中赋存状态的热力学分析

李言栋 , 刘承军 , 姜茂发

金属功能材料

基于多相多组元反应平衡原理及凝固过程固液相界面的溶质再分配理论,建立了稀土耐热钢凝固过程中夹杂物析出与溶质元素微观偏析的耦合热力学模型,并通过工业试验验证了该模型的准确性.利用该模型系统研究了在不同铈含量、氧含量、硫含量条件下253MA耐热钢中固溶的铈含量.在本模型计算条件下,为保证耐热钢中较高的固溶铈含量,铈添加量(质量分数)须在0.025%以上;钢中的氧硫的质量分数应满足[%O]+[%S]<0.009([%O]<0.0046)及2[%O]+[%S]<0.014([%O]>0.0046).

关键词: 凝固 , 耐热钢 , 固溶铈 , 偏析 , 热力学模型

非绝热小燃机热力学模型分析

龚建波 , 林峰 , 徐纲 , 聂超群

工程热物理学报

以小型燃气轮机为研究对象,针对热端部件涡轮通过固壁向压气机传热,建立了压气机和涡轮非绝热运行工况热力学模型.基于一定假设,提出不同的效率定义式,并分析了影响各种效率改变的因素及变化趋势,发现测量效率不能准确反映部件的实际气动能力,它对压气机和涡轮传热效率的估计均存在偏差.进一步从热力循环角度研究了热量传递如何改变整机系统实际出功量和效率,结果表明不同的热量传递方式以及压比温比的改变都会对系统性能造成不同程度的影响.

关键词: 小型燃气轮机 , 效率 , 非绝热 , 热力学模型

高炉CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-TiO_2渣与铁液间硫分配比的热力学模型

李霞 , 丁跃华 , 黄帮福

钢铁研究学报

炉渣离子与分子共存理论认为,CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2渣中结构单元或离子对的作用浓度能够像传统意义上的熔渣活度一样表征化学反应能力。通过建立1 773K时高炉CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2渣中结构单元或离子对的作用浓度控制方程,运用Matlab进行求解,进而建立了该渣系计算渣铁间硫分配比的通用热力学模型。此外,该模型能够定量计算出CaO和MgO各自对渣铁间硫分配比的热力学贡献率。建立的模型的计算结果表明,当TiO2含量增加时渣铁间硫分配比及CaO的热力学贡献率逐渐降低,而MgO的贡献率逐渐上升。

关键词: 高炉 , 共存理论 , 作用浓度 , 硫分配比 , 热力学模型

铌对高钢级管线钢中碳氮化物析出热力学影响

齐亮 , 赵爱民 , 赵征志 , 黄耀

材料科学与工艺

高钢级管线钢中碳氮化物析出对提高钢的强韧性有着非常重要的作用.基于高钢级管线钢的成分体系,建立(Nbx,Ti1-x)(CyN1-y)-AlN复合析出的双亚点阵热力学模型,计算出800~1 450℃内两种不同Nb含量的管线钢中碳氮化物复合析出数据,并与Jmatpro软件计算结果进行比较.结果表明:Nb含量的增加,提高了Nb的全固溶温度,扩大了高温析出温度区域;Ti元素在1 200~1 450℃内析出速度很快,1 200℃时两种成分钢中Ti的析出量均大于50%;800℃平衡态时,析出物均以NbC为主;Nb对Ti元素的交互作用间接影响到AlN的析出;热力学计算结果与JMatpro软件计算结果进行比较,试验数据有着良好的一致性.

关键词: , 管线钢 , 碳氮化物 , 热力学模型 , 固溶度

MIVM对含V2O3多元熔渣体系组元活度的预测

刘起岑 , 李亚育 , 孙应 , 陶东平

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150132

为了研究钒在攀钢转炉中的热力学行为及分配,根据钒渣的成分对CaO-MgO-Al2O3-V2O3-SiO2熔渣中各组元的活度进行研究.应用分子相互作用体积模型(MIVM)及其伪多元法预测MgO-Al2O3-SiO2、CaO-V2O3-SiO2、CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系中某组元的活度值,并与试验值对比.结果表明,MIVM伪多元法预测值与试验值吻合良好,MgO-Al2O3-SiO2渣系中Al2O3的平均相对误差为15%;CaO-V2O3-SiO2渣系中V2O3的平均相对误差为33%;CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系中SiO2的平均相对误差为13%.在此基础上,利用MIVM预测CaO-MgO-Al2O3-V2O3-SiO2熔渣中各组元的活度,并将V2O3的预测值与试验值对比分析,结果表明,预测值与试验值吻合良好,都呈正偏差,平均相对误差为44%,V2O3的活度随碱度的提高而下降.

关键词: 热力学模型 , 活度 , 预测 , 三氧化二钒 , 熔渣

MIVM对FeO-MgO-SiO2-V2O3四元熔渣体系组元活度的预测

刘起岑 , 戴衡 , 陶东平

钢铁研究 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150356

应用分子相互作用体积模型(MIVM)及其伪多元法对FeO-MgO-SiO2和CaO-MgO-FeO-SiO2熔渣中FeO组元的活度进行了验证性预测研究.结果表明:MIVM伪多元法预测值与实验值吻合良好.在此基础上,利用MIVM建立了FeO-MgO-V2O3-SiO2和CaO-FeO-V2 O3-SiO2四元熔渣组元活度的计算式,并计算了该熔渣中V2O3、CaO、MgO、FeO和SiO2的活度;分析了用CaO取代MgO时,FeO含量的变化对其各组元活度的影响,当用CaO取代MgO时,熔渣中各组元的活度都明显减小.

关键词: 钒渣 , 活度 , 预测 , 热力学模型

CaO-MgO-FeO-Al2O3-SiO2-P2O5渣系与碳饱和铁液间硫分配比的热力学模型

熊洪进 , 施哲 , 李彬 , 谢奎龙 , 王强 , 陶立志

钢铁研究 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130348

在富氧顶吹熔融还原冶炼高磷铁矿的工艺研究中,以共存理论为基础,结合全选主元松弛迭代法,利用VB 6.0计算了CaO-MgO-FeO-Al2O3-SiO2-P2O5渣系中结构单元或离子对的质量作用浓度,并建立了该渣系与碳饱和铁液间硫分配比的热力学模型,由该模型计算的硫分配比与工艺中实测的硫分配比吻合程度较好,说明利用共存理论所建立的脱硫模型能适用在熔融还原高效脱磷熔渣.

关键词: 共存理论 , 硫分配比 , 热力学模型

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