吴少鹏:Inconel 718高温合金电渣重熔过程中脱硫热力学和动力学研究论文

吴少鹏:Inconel 718高温合金电渣重熔过程中脱硫热力学和动力学研究论文

本文主要研究内容

作者吴少鹏(2019)在《Inconel 718高温合金电渣重熔过程中脱硫热力学和动力学研究》一文中研究指出:Inconel 718高温合金因其独特的耐高温、耐腐蚀、抗氧化、强度高等特点被广泛应用在航空、航天、石油、电力、化工、能源等极端苛刻环境中。然而,硫元素作为Inconel 718高温合金中的杂质元素,硫会降低Inconel 718合金的蠕变抗力,硫极易在镍基高温合金晶界和表面处偏聚,造成合金的高温下持久寿命和工作稳定性降低,如何精确控制Inconel 718高温合金中的硫含量,对提高材料的高温稳定性以及高温持久寿命至关重要。为此本课题基于Inconel 718高温合金电渣重熔过程中脱硫热力学和动力学展开研究,明确降低高温合金中硫含量的有利条件,阐明电渣重熔过程中渣系组元对脱硫的影响规律以及界面脱硫传质的传质系数和界面脱硫速率,探究限制电渣重熔过程中脱硫的因素。本课题利用熔渣结构的分子与离子共存理论、质量守恒定律以及质量作用定律建立CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-FeO渣系组元的质量作用浓度控制方程,进而构建电渣重熔过程中脱硫的热力学模型,研究不同渣系条件下渣-金间硫的分配比;其次,利用菲克第二定律、渗透理论以及薄膜理论建立界面脱硫的动力学模型,研究不同温度下界面处硫的传质系数以及界面脱硫传质速率,明确温度与界面脱硫传质速率之间的函数关系。研究结果表明,利用[Fe]-[O]平衡和[Fe]-[Al]-[O]平衡建立了七元渣系CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-FeO的质量浓度控制方程,构建了熔渣脱硫的热力学模型。通过实验对模型进行了验证,实验表明:基于[Fe]-[Al]-[O]平衡建立的脱硫热力学模型优于基于[Fe]-[O]平衡建立的脱硫热力学模型,能更准确地反映熔渣的脱硫能力。七元渣系CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-FeO中组元CaO、CaF2、MgO可以提高硫的分配比,增强熔渣的脱硫能力;组元Al2O3、SiO2、TiO2、FeO可以降低硫的分配比,抑制熔渣的脱硫。当FeO含量在0.4%1%之间时,熔渣中的部分FeO会与渣中的Al2O3、SiO2以及CaO等结合形成FeO·Al2O3、2FeO·SiO2、CaO·FeO·SiO2等复杂分子,降低了FeO的活度,减小了FeO含量对硫分配比的影响。根据界面脱硫传质动力学的研究,随着温度从1833K升高到1873K,金属相与渣相接触界面的脱硫传质速率从3.48×10-7mol/cm3·s升高到3.69×10-7mol/cm3·s,通过拟合得出界面脱硫传质速率随温度变化的函数关系式为:C=0.0055T-6.56。

Abstract

Inconel 718gao wen ge jin yin ji du te de nai gao wen 、nai fu shi 、kang yang hua 、jiang du gao deng te dian bei an fan ying yong zai hang kong 、hang tian 、dan you 、dian li 、hua gong 、neng yuan deng ji duan ke ke huan jing zhong 。ran er ,liu yuan su zuo wei Inconel 718gao wen ge jin zhong de za zhi yuan su ,liu hui jiang di Inconel 718ge jin de ru bian kang li ,liu ji yi zai nie ji gao wen ge jin jing jie he biao mian chu pian ju ,zao cheng ge jin de gao wen xia chi jiu shou ming he gong zuo wen ding xing jiang di ,ru he jing que kong zhi Inconel 718gao wen ge jin zhong de liu han liang ,dui di gao cai liao de gao wen wen ding xing yi ji gao wen chi jiu shou ming zhi guan chong yao 。wei ci ben ke ti ji yu Inconel 718gao wen ge jin dian zha chong rong guo cheng zhong tuo liu re li xue he dong li xue zhan kai yan jiu ,ming que jiang di gao wen ge jin zhong liu han liang de you li tiao jian ,chan ming dian zha chong rong guo cheng zhong zha ji zu yuan dui tuo liu de ying xiang gui lv yi ji jie mian tuo liu chuan zhi de chuan zhi ji shu he jie mian tuo liu su lv ,tan jiu xian zhi dian zha chong rong guo cheng zhong tuo liu de yin su 。ben ke ti li yong rong zha jie gou de fen zi yu li zi gong cun li lun 、zhi liang shou heng ding lv yi ji zhi liang zuo yong ding lv jian li CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-FeOzha ji zu yuan de zhi liang zuo yong nong du kong zhi fang cheng ,jin er gou jian dian zha chong rong guo cheng zhong tuo liu de re li xue mo xing ,yan jiu bu tong zha ji tiao jian xia zha -jin jian liu de fen pei bi ;ji ci ,li yong fei ke di er ding lv 、shen tou li lun yi ji bao mo li lun jian li jie mian tuo liu de dong li xue mo xing ,yan jiu bu tong wen du xia jie mian chu liu de chuan zhi ji shu yi ji jie mian tuo liu chuan zhi su lv ,ming que wen du yu jie mian tuo liu chuan zhi su lv zhi jian de han shu guan ji 。yan jiu jie guo biao ming ,li yong [Fe]-[O]ping heng he [Fe]-[Al]-[O]ping heng jian li le qi yuan zha ji CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-FeOde zhi liang nong du kong zhi fang cheng ,gou jian le rong zha tuo liu de re li xue mo xing 。tong guo shi yan dui mo xing jin hang le yan zheng ,shi yan biao ming :ji yu [Fe]-[Al]-[O]ping heng jian li de tuo liu re li xue mo xing you yu ji yu [Fe]-[O]ping heng jian li de tuo liu re li xue mo xing ,neng geng zhun que de fan ying rong zha de tuo liu neng li 。qi yuan zha ji CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-FeOzhong zu yuan CaO、CaF2、MgOke yi di gao liu de fen pei bi ,zeng jiang rong zha de tuo liu neng li ;zu yuan Al2O3、SiO2、TiO2、FeOke yi jiang di liu de fen pei bi ,yi zhi rong zha de tuo liu 。dang FeOhan liang zai 0.4%1%zhi jian shi ,rong zha zhong de bu fen FeOhui yu zha zhong de Al2O3、SiO2yi ji CaOdeng jie ge xing cheng FeO·Al2O3、2FeO·SiO2、CaO·FeO·SiO2deng fu za fen zi ,jiang di le FeOde huo du ,jian xiao le FeOhan liang dui liu fen pei bi de ying xiang 。gen ju jie mian tuo liu chuan zhi dong li xue de yan jiu ,sui zhao wen du cong 1833Ksheng gao dao 1873K,jin shu xiang yu zha xiang jie chu jie mian de tuo liu chuan zhi su lv cong 3.48×10-7mol/cm3·ssheng gao dao 3.69×10-7mol/cm3·s,tong guo ni ge de chu jie mian tuo liu chuan zhi su lv sui wen du bian hua de han shu guan ji shi wei :C=0.0055T-6.56。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自辽宁科技大学的吴少鹏,发表于刊物辽宁科技大学2019-11-25论文,是一篇关于电渣重熔论文,分子离子共存理论论文,脱硫热力学论文,界面脱硫传质动力学论文,平衡论文,平衡论文,辽宁科技大学2019-11-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自辽宁科技大学2019-11-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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