结晶过程机理分析

结晶过程机理分析

结晶过程机理分析

(1)结晶在固体物质溶解的同时,溶液中还进行着一个相反的过程,即已溶解的溶质粒子撞击到固体溶质表面时,又重新变成固体而从溶剂中析出,这个过程称为结晶。

(2)晶体晶体是化学组成均一的固体,组成它的分子(原子或离子)在空间格架的结点上对称排列,形成有规则的结构。

(3)晶系和晶格构成晶体的微观粒子(分子、原子或离子)按一定的几何规则排列,由此形成的最小单元称为晶格。晶体可按晶格空间结构的区别分为不同的晶系。同一种物质在不同的条件下可形成不同的晶系,或为两种晶系的混合物。例如,熔融的硝酸铵在冷却过程中可由立方晶系变成斜棱晶系、长方晶系等。

微观粒子的规则排列可以按不同方向发展,即各晶面以不同的速率生长,从而形成不同外形的晶体,这种习性以及最终形成的晶体外形称为晶习。同一晶系的晶体在不同结晶条件下的晶习不同,改变结晶温度、溶剂种类、pH值以及少量杂质或添加剂的存在往往因改变晶习而得到不同的晶体外形。例如,因结晶温度不同,碘化汞的晶体可以是黄色或红色;NaCl从纯水溶液中结晶时为立方晶体,但若水溶液中含有少许尿素,则NaCl形成八面体的结晶。

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奥氏体不锈钢动态再结晶

奥氏体不锈钢的变形与再结晶 一、引言 奥氏体不锈钢在不锈钢中一直扮演着最重要的角色,是不锈钢家族中最为重要的类型,钢号特别的多。之所以称其为奥氏体不锈钢是因为它在常温下是稳定的奥氏体组织。奥氏体组织具有面心立方(FCC)的晶体结构,具有众多的滑移系,因此冷加工能力特别的好。当前我国常用奥氏体不锈钢的牌号有40多个,奥氏体不锈钢具有高塑性韧性、抗腐蚀性、冷加工能力以及无磁性,但是强度偏低。 奥氏体不锈钢主要有200、300和超级不锈钢三大系列, 300系列不锈钢是国内最常用的奥氏体系列不锈钢,是以18-8(304奥氏体不锈钢,又称18-8)为基础发展起来的,在304奥氏体不锈钢的基础上增加Ni的含量就能够生成305不锈钢,为了提高不锈钢的抗点蚀能力常在305不锈钢的基础上加入MO制造出316、317不锈钢,321不锈钢是在305的基础上加入了Ti,目的就是提高抗晶界腐蚀性及高温强度。 对于奥氏体不锈钢这种应用广泛的材料,它不仅具有高的耐蚀性、塑性和良好的可焊性,而且经过锻造、挤压后强度可以成倍提高。正因为如此,许多研究者研究了奥氏体不锈钢的变形行为,其中尤以冷变形和温变形研究得较多,本文中,将通过举例对常见的3种奥氏体不锈钢(304奥氏体不锈钢、316LN不锈钢和321奥氏体不锈钢)的高温变形进行系统的分析。主要通过热模拟试验机研究不锈钢单道次高温时的动态再结晶,得到热变形条件下的真应力-真应变曲线,结合显微组织分析,得出动态再结晶规律和流变应力。 2、金属材料的热变形行为 热变形是指在钢的再结晶温度以上进行的加工过程。不同变形温度及应变速率下的流变曲线是研究热变形条件下金属材料力学行为的主要内容之一。在热变形过程中,加工硬化与软化过程同时进行,并且决定了此时材料的变形抗力。通常,变形过程的软化取决于钢的动态回复和动态再结晶过程。 2.1 基本概念 动态回复: 动态回复是在热加工过程中伴随发生的回复过程。对于层错能较高的材料,在热加工过程中,位错易发生交滑移和攀移,在热变形时容易发生动态回复。而对于层能较低的材料,如奥氏体不锈钢则不易发生动态回复。 第Ⅰ阶段—微应变阶段:应力增加很快,但应变量不大(小于1%),加工硬化开始出现。 第Ⅱ阶段—均匀变形阶段:曲线的斜率逐渐下降,金属材料开始均匀塑性变形,即开始流变,并发生加工硬化,且随加工硬化作用的加强,开始出现动态回复并逐渐加强,其造成的软化逐渐抵消加工硬化作用,使曲线的斜率下降并趋于水平,加工硬化率为零,进入第三阶段。 第Ⅲ阶段—稳态流变阶段:在达到第三阶段后,即可实现持续形变。表现为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化达到动态平衡,流变应力不再随应变的增加而增大,曲线保持水平状态。达到稳态流变时应力值与变形温度和应变速率有关,增高变形温度或降低应变速率,都将使稳态流变应力降低。

各种结晶过程分析通用版

安全管理编号:YTO-FS-PD273 各种结晶过程分析通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

各种结晶过程分析通用版 使用提示:本安全管理文件可用于在生产中,对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理,包含对生产、财物、环境的保护,最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。 一、冷却结晶 冷却结晶法基本上不去除溶剂,溶液的过饱和度系借助冷却获得,故适用于溶解度随温度降低而显著下降的物系,如KNOs、NaNOs、MgSO‘等。 冷却的方法可分为自然冷却、间壁冷却或直接接触冷却3种。自然冷却是使溶液在大气中冷却而结晶,其设备构造及操作均较简单,但由于冷却缓慢,生产能力低,不易控制产品质量,在较大规模的生产中已不被采用。间壁冷却是广泛应用的工业结晶方法,与其他结晶方法相比所消耗的能量较少,但由于冷却传热面上常有晶体析出(晶垢),使传热系数下降,冷却传热速率较低,甚至影响生产的正常进行,故一般多用在产量较小的场合,或生产规模虽较大但用其他结晶方法不经济的场合。直接接触冷却法是以空气或与溶液不互溶的碳氢化合物或专用的液态物质为冷却剂与溶液直接接触而冷却,冷却剂在冷却过程中则被汽化的方法。直接接触冷却法有效地克服了间壁冷却的缺点,传热效率高,没有晶垢问题,但设备体积较大。

梯恩梯生产工艺危险性分析及预防措施(通用版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 梯恩梯生产工艺危险性分析及预 防措施(通用版)

梯恩梯生产工艺危险性分析及预防措施(通 用版) 导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 梯恩梯是一种重要的军用炸药,也是生产其他合成炸药的原料。在生产中所用主要原料为浓硫酸、浓硝酸和甲苯,浓硫酸、浓硝酸具有严重腐蚀性和氧化性,甲苯易燃,梯恩梯和其中间物的有火灾和爆炸危险,因此,很容易发生爆炸、火灾和灼烫事故,这些事故会给国家财产和人民生命造成极大威胁,做好梯恩梯安全生产工作,非常重要。 1梯恩梯生产工艺流程 我国目前采用的梯恩梯工艺流程如图1所示。 图1梯恩梯生产工艺简图 2火灾事故危险性分析 2.1原料泄漏是导致事故的重要原因 生产梯恩梯的原料主要有甲苯、浓硝酸和浓硫酸,这些原料储存在原料工段的大型储罐中,由离心泵通过压力管道送往硝化工段。如

甲苯的泄漏,可能在局部达到爆炸极限,遇明火或静电易发生火灾。而浓硫酸和浓硝酸,具有强烈的腐蚀性,很容易造成设备和管线腐蚀破坏,浓酸一旦喷出,会给操作人员带来巨大危害。1979年,某梯恩梯生产厂家,由于浓硝酸从离心泵填料处喷出,造成一名工人终身致残。 2.2硝化机具有爆炸危险 硝化机是制造梯恩梯的核心机械,也是容易造成恶性事故的地方。硝化机由容器壳体、搅拌系统、分离系统及蛇管冷却系统等组成。这些系统均在强腐蚀介质中工作,很容易发生故障。如某梯恩梯生产厂三段硝化中采用碳钢蛇管冷却,蛇管在运行中发生泄漏,使少量水进入硝化机,与浓硫酸发生剧烈反应,使机内压力骤然升高,将机盖和搅拌系统炸起10m高。搅拌桨叶片脱落,会使机内局部温度过高,引起爆炸。 2.3自动仪表失灵会引起恶性事故 目前,梯恩梯生产厂家均采用自动控制和人工操作双保险安全措施,由于长时间的自动控制,使操作人员麻痹大意,责任心弱,有时甚至脱岗,一旦仪表失灵,会造成严重后果。20世纪80年代,曾发生过此类事故,造成整个生产线被炸毁。

萃取过程及危险性分析

编号:SM-ZD-43628 萃取过程及危险性分析Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制:____________________ 审核:____________________ 批准:____________________ 本文档下载后可任意修改

萃取过程及危险性分析 简介:该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划,达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针,明确执行目标,工作内容,执行方式,执行进度,从而使整 体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅 读内容。 工业上对液体混合物的分离,除了采用蒸馏的方法外,还广泛采用液—液萃取。例如,为防止工业废水中的苯酚污染环境,往往将苯加到废水中,使它们混合和接触,此时,由于苯酚在苯中的溶解度比在水中大,大部分苯酚从水相转移到苯相,再将苯相与水相分离,并进一步回收溶剂苯,从而达到回收苯酚的目的。再如,在石油炼制工业的重整装置和石油化学工业的乙烯装置都离不开抽提芳烃的过程,因为芳香族与链烷烃类化合物共存于石油馏分中,它们的沸点非常接近或成为共沸混合物,故用一般的蒸馏方法不能达到分离的目的,而要采用液—液萃取的方法提取出其中的芳烃,然后再将芳烃中各组分加以分离。 液—液萃取也称溶剂萃取,简称萃取。这种操作是指在欲分离的液体混合物中加入一种适宜的溶剂,使其形成两液相系统,利用液体混合物中各组分在两相中分配差异的性质,

高强度钢的动态再结晶行为研究

?试验研究? 高强度钢的动态再结晶行为研究 关奎英1,唐荻1,武会宾1,谢勇1,孙全社2 (1北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083;2宝山钢铁股份有限公司技术中心,上海201900)摘 要:采用Gleeble1500热模拟实验机研究了高强度钢在不同条件下热变形时的动态再结晶行为以及晶粒尺寸的变化规 律,确定了该钢的动态再结晶激活能为294096J/mol,建立了动态再结晶行为的数学模型,分析了变形工艺参数对再结晶行为以及晶粒尺寸的影响。变形温度和变形速率是影响动态再结晶的主要因素,一般在高的变形温度和小的变形速率下,动态再结晶才能发生。 关键词:高强度钢;动态再结晶;变形温度;变形速率;热模拟实验机中图分类号:TG111.7 文献标识码: A文章编号: 1004-4620(2007)02-0042-03收稿日期:2006-12-12 作者简介:关奎英(1981–),男,陕西西安人,北京科技大学高效轧制国家工程研究中心2004级材料加工专业硕士研究生。研究方向:金属加工工艺。 1前言 高强度钢在工程机械大型钢结构等领域有着广 泛的应用,因此在国民经济中发挥着重要的作用。近几年,上海宝山钢铁股份有限公司(简称宝钢)开发了一系列高强度和超高强度钢,供应市场,满足机械和航空航天等行业的需求。本研究主要探讨高强度钢热变形后冷却过程中奥氏体的转变规律。 一般金属在热变形过程中,位错增殖产生的加工硬化逐渐被动态回复或动态再结晶软化所平衡,最终达到稳态流变。应变速率越大,再结晶的驱动力也越大,然而,加工硬化作用也随着应变速率的增大而增大,因此,再结晶软化与加工硬化二者的作用相 互平衡时的峰值应力及峰值应变均增大[1, 2] 。微合金钢热变形过程中的动态再结晶以及变形后的静态再结晶行为是影响变形抗力的主要因素,同时也对随后的奥氏体相变行为产生影响。因此,通过建立奥氏体再结晶行为的预测模型,由钢材的化学成分及工艺参数可预测并控制钢材最终的机械性能,完成钢材的化学成分及轧制工艺参数的设计优化[3]。利用单道次压缩的实验方法, 研究了实验钢热变形过程中的动态再结晶行为。同时,利用双道次压缩的实验方法,研究了实验钢变形间隔时间内奥氏体的静态再结晶行为,为研究相变行为和制定轧制工艺提供理论依据。 2实验材料和方法 实验用材料为宝钢生产的热轧高强度钢,从锻 造坯料上截取并加工成直径为8mm,长度为15mm的试样。通过单道次压缩实验研究其动态再结晶规律,建立动态再结晶模型并比较模型计算和实验测 得的结果,热压缩变形实验工艺如图1所示,采用5个变形温度,分别为850、900、950、1000和1050℃,3个不同的变形量,真应变ε分别为0.2、0.4、0.8,变形速率为1.0s-1。 图1单道次压缩变形工艺 3实验结果及分析 图2为不同变形速率下的应力-应变曲线。可 以看出,当变形速率为5.0s-1时,应力一应变曲线没有出现峰值,随着应变的增加,变形抗力(即应力)同步增加,所以并没有发生动态再结晶。分析可知,因变形速率较快,且高强度钢中含有Nb、V、Ti合金比较多,对动态再结晶的形核和晶粒长大有明显阻碍作用,推迟动态再结晶的效果十分明显,不易发生和完成动态再结晶。 图2 不同变形速率下的应力-应变曲线 即使在1050℃温度、变形速率为1s-1时,也没有出现动态再结晶。当变形速率为1.0、0.5s-1时,变形抗力在到达峰值后基本保持稳定,此时动态软化基本和加工硬化程度相等。当变形速率为0.1、0.05s-1时变形抗力出现峰值,并随之下降,表明此两种变形条件下其动态软化超过了加工硬化,发生了明显的动态再结晶。 第29卷第2期2007年4月 山东冶金 ShandongMetallurgy Vol.29,No.2 Apri l 2007 42

结晶过程及危险性分析详细版

文件编号:GD/FS-6796 (解决方案范本系列) 结晶过程及危险性分析详 细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑:_________________ 单位:_________________ 日期:_________________

结晶过程及危险性分析详细版 提示语:本解决方案文件适合使用于对某一问题,或行业提出的一个解决问题的具体措施,过程包含确定问题对象和影响范围,分析问题,提出解决问题的办法和建议,成本规划和可行性分析,最后执行。,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。 结晶是固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。在化学工业中,常遇到的情况是固体物质从溶液及熔融物中结晶出来,如糖、食盐、各种盐类、染料及其中间体、肥料及药品、味精、蛋白质的分离与提纯等。结晶是一个重要的化工单元操作,主要用于以下两方面。 (1)制备产品与中间产品许多化工产品常以晶体形态出现,在生产过程中都与结晶过程有关。结晶产品易于包装、运输、贮存和使用。 (2)获得高纯度的纯净固体物料工业生产中,即使原溶液中含有杂质,经过结晶所得的产品都是能达到相当高的纯净度,故结晶是获得纯净固体物质的重

要方法之一。 工业结晶过程不但要求产品有较高的纯度和较大的生产率,而且对晶形、晶粒大小及粒度范围(即晶粒大小分布)等也有规定。颗粒大且粒度均匀的晶体不仅易于过滤和洗涤,而且贮存时胶结现象(即72粒体互相胶粘成块)大为减少。 结晶过程常采用搅拌装置。搅动液体使之发生某种方式的循环流动,从而使物料混合均匀或促使物理、化学过程加速操作。搅拌在工业生产中的应用有: ①气泡在液体中的分散,如空气分散于发酵液中,以提供发酵过程所需的氧; ②液滴在与其不互溶的液体中的分散,如油分散于水中制成乳浊液; ③固体颗粒在液体中的悬浮,如向树脂溶液中加

液氨贮罐危险性分析及预防措施

液氨储罐生产运行过程中危险性分析及预防措施 赵新文 (山西天泽煤化工集团股份公司 048026) 1概述 氨是生产尿素、硝铵、碳铵等氮肥的中间产品,也是其它化工产品的基础原料。因具有易燃、易爆、易中毒等危险特性,被列入危险化学品名录。按照《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009)规定氨临界储存量大于10吨就构成了重大危险源。所有液氨储罐均属于三类压力容器。因此,液氨储罐从设计、制造、安装使用,运行、充装到贮存,都必须严格执行《特种设备安全监察条例》、《压力容器定期检验规则》等安全规定及危险化学品安全管理的规定,严格执行安全操作规程和定期技术检测、检验制度,严禁超温、超压、超量存放,确保安全运行。现将液氨储罐生产运行过程中的危险特性和危险性分析,提出一些预防性和应急处置措施,与氮肥生产企业同行进行交流探讨。 2 液氨储罐运行过程的危险性分析 2.1氨的危险特性 氨是一种无色透明的带刺激性臭味的气体,易液化成液态氨。氨比空气轻,极易溶于水。由于液态氨易挥发成氨气,氨气与空气混合到一定比例时遇明火能爆炸,爆炸范围为15-27%,车间环境空气中最高允许浓度为30mg/m3。泄漏氨气可导致中毒,对眼、肺部黏膜、或皮肤有刺激性,有化学性冷灼伤危险。 2.2 生产运行过程危险性分析 2.2.1在氨合成生产岗位的液氨主要通过氨分离器和冷交换器下部的放氨阀输送至液氨储罐,因此氨液位的控制非常关键。如果放氨速度过快、

液位操作控制过低或其它仪控失灵等原因,会导致合成高压气窜入液氨储罐,造成储罐超压,氨气大量泄漏,危害极大。 2.2.2 液氨储罐的存储量超过储罐容积的85%,压力超出在控制指标范围或者在液氨倒槽操作,未严格按照操作规程规定程序、步骤操作,会发生超压泄漏爆炸事故。 2.2.3 液氨充装时未按规程规定过量充装、充装管道爆破会导致泄漏中毒事故。 2.3 设备、设施危险性分析 2.3.1 液氨储罐的设计、检测、维护保养缺失或不到位,液位计、压力表和安全阀等安全附件存在缺陷或隐患时,可能会导致储罐泄漏事故。 2.3.2 夏季或气温高时,液氨储罐未按要求设置遮阳棚、固定式冷却喷淋水等预防性设施,会造成储罐超压泄漏。 2.3.3 防雷、防静电设施或接地损坏、失效,可能会导致储罐遭受电击。 2.3.4 生产工艺报警、联锁、紧急泄压、可燃有毒气体报警仪等装置失效,会使储罐发生超压泄漏事故或事故扩大。 2.4 其他作业的危险性分析 2.4.1 在生产巡检和设备内检修过程中,容易发生高处坠落、受限空间作业中毒窒息等事故。 2.4.2 液氨罐区防爆区内动火、动土作业措施未落实到位,会引发着火爆炸事故。 3 事故预防措施 3.1 生产工艺操作预防措施 3.1.1 严格执行操作规程,必须十分重视合成岗位放氨操作,控制好冷交、氨分液位,保持液位稳定控制在1/3~2/3指标范围内,防止液位过低

结晶过程机理分析

编号:SM-ZD-11262 结晶过程机理分析 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制:____________________ 审核:____________________ 批准:____________________ 本文档下载后可任意修改

结晶过程机理分析 简介:该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划,达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针,明确执行目标,工作内容,执行方式,执行进度,从而使整 体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅 读内容。 (1)结晶在固体物质溶解的同时,溶液中还进行着一个相反的过程,即已溶解的溶质粒子撞击到固体溶质表面时,又重新变成固体而从溶剂中析出,这个过程称为结晶。 (2)晶体晶体是化学组成均一的固体,组成它的分子(原子或离子)在空间格架的结点上对称排列,形成有规则的结构。 (3)晶系和晶格构成晶体的微观粒子(分子、原子或离子)按一定的几何规则排列,由此形成的最小单元称为晶格。晶体可按晶格空间结构的区别分为不同的晶系。同一种物质在不同的条件下可形成不同的晶系,或为两种晶系的混合物。例如,熔融的硝酸铵在冷却过程中可由立方晶系变成斜棱晶系、长方晶系等。 微观粒子的规则排列可以按不同方向发展,即各晶面以不同的速率生长,从而形成不同外形的晶体,这种习性以及

等离子体引发聚合的机理初探

温贵安 福建省上杭县人,26岁,1997年硕士毕业于福建师范大学高分子研究所高分子化学与物理专业,并留校任教。现为上海交通大学材料学专业在职博士生,从事聚合物改性和加工的研究,已发表论文3篇。* 福建省自然科学基金资助课题;** 福州大学化学系。 知识介绍等离子体引发聚合的机理初探* 温贵安 章文贡 林翠英** (福建师范大学高分子研究所,福州,350007) 提要 等离子体引发聚合与常规自由基聚合存在许多不同之处。本文从等离子体引发聚合中 的一些现象,如较强的溶剂效应、极高的单体选择性、生成超高分子量聚合物等方面,系统介绍了等 离子体引发聚合的机理研究成果,并提出了自己的看法。 关键词 低温等离子体,等离子体引发聚合,机理 等离子体引发聚合是近年来出现的一种新型聚合方法。它是指短时间(数秒到数分钟)辉光放电形成的等离子体,在适当条件下引发烯类单体进行的聚合反应。其产物为线性大分子,分子量可超过107 ,具有较窄的分子量分布,故与等离子体聚合在聚合的机理、过程、产物及应用等方面存在很大区别[1]。等离子体引发聚合因具备许多独特的优点,近年来已引起人们的极大注意,认为是一种具有很高实用价值的聚合方法。但是由于低温等离子体组成复杂,对等离子体引发聚合的研究存在较大困难。许多研究者为弄清其机理,进行了不少的工作。但至今仍众说纷纭。 从已做的不同工作得到如下几点相同的实验事实: (1)等离子体引发聚合产物的立构分布(全同7%,间同66%,无规27%)[2,3]与自由基引发聚合相同; (2)等离子体引发聚合中,共聚物组成与单体的比例关系[4,5]和自由基共聚相符; (3)自由基捕捉剂二苯基-2-二硝基苯肼(DPPH)对等离子体引发聚合同样具有阻聚作用[2]。由此许多人认为等离子体引发聚合遵循自由基机理。但是等离子体引发聚合中存在一些特殊现象是自由基机理无法解释的。1 等离子体引发聚合的特殊现象 1.1 对单体的选择性 等离子体引发聚合对单体有极高的选择性。目前能进行等离子体引发聚合的单体只有3种类型:水溶性烯类化合物、苯乙烯及其衍生物、环状化合 物。单体本身的结构和性质对单体能否进行等离子体 引发聚合影响极大。如甲基丙烯酸甲酯(MMA )比甲 基丙烯酸的其他烷基酯更容易进行本体聚合,后者一 般只在乳液状态下进行聚合[6]。苯乙烯及其衍生物也 较难进行聚合。如苯乙烯经辉光放电60s 后,聚合 1080h,苯乙烯的转化率为18%,产物的重均分子量为 3.9×107[7]。 1.2 溶剂效应 溶剂对等离子体引发聚合影响极大。主要表现为

危险源分析及预防措施

危险源分析及预防措施 1概述 1.1锅炉的基本知识 1.1.1锅炉的定义 锅炉是能量转换设备,是把燃料燃烧(氧化反应),是燃料的化学能转换为热能的统一体。 1.1.2锅炉的工作过程 锅炉的工作过程包括三个部分: (1)燃料不断剧烈氧化的燃烧过程, (2)火焰和高温烟气不断把热量传递给锅内水的传热过程, (3)水在锅内不断流动循环,吸热、升温和汽化(热水锅炉达不到沸腾汽化温度)的过程。这三个过程在锅炉内不断进行,通过锅炉燃烧设备、附属设备及仪表附件三个工作系统来实行。 1.2锅炉行业概况 我国的工业锅炉制造业随着国民经济的蓬勃发展,取得了很大的进步,到目前为止,全国持有各级锅炉制造许可证的企业超过一千家,生产各种不同压力等级和容量的锅炉。 从八十年代起,我国开始对锅炉制造企业的管理实行许可证制度,许可证分为A、B、C、D、E(包括E1、E2)级。2000年国家对锅炉制造许可证等级的划分作了调整,同时对常压热水锅炉也采用了制造许可证制度,调整后新的许可证分为A、B、C、D四级。新的A级相当于原来的A、B级;B级相当于原来的C、D 级;C级相当于原来的E1级;D级相当于原来的E2级。级别调整前后企业的构成情况见表1-1。 表1-1

1.3锅炉制造业的发展特征 1)中国锅炉制造企业实行许可证制度。自锅炉制造企业实行许可证以来,锅炉制造业得到了规范并壮大,生产能力不断提高,但行业发展极不平衡,生产集中度不高,大而全、小而全的现象普遍存在。近十多年来,全国工业锅炉年产量一直在710万蒸吨间徘徊。行业规模却由1987年的551家企业增加到2001年的969家,扩大将近一倍,可见厂点太多,大多没有形成规模生产,而且所增加的企业绝大多数是规模很小的C、D 两级企业,锅炉年产量平均不过50万蒸吨左右。 2)1991-2001 年工业锅炉产品发展情况经过五十多年来的发展,中国工业锅炉行业已形成比较完整的产品体系,但近十年来,随着国民经济的蓬勃发展和人民生活的不断改善,同时受国家能源结构变化和日益严格的环境保护政策的制约,工业锅炉锄品发展出现了新的变化。无论从锅炉容量、参数、炉型还是从燃烧方式、燃料种类来看,中大容量锅炉所占比例显著上升( ≥10t/h 的锅炉由1991年的25 %增至2001年的54 %) ,热水锅炉产量的比例有所增长,水火管锅炉所占比例显著下降(在容量上由1991年的45%降至2001年的21%) ,流化床锅炉快速发展(在锅炉总容量中所占比例由1991 年的3 %增至2001 年的10 %以上) ,燃油气锅炉所占比例增加(由1991 年的不足6 %增高至2001 年的15 %以上) 。另外,电热锅炉及垃圾锅炉等特种锅炉开始出现,但所占比例不高1.4锅炉发生事故的原因 1.4.1锅炉本身有先天性缺陷 (1)结构不合理。如主要受压部件采用不合理的角焊连接形成,水循环不良,锅炉某些部位不能自由膨胀等。 (2)金属材料不符合要求,质量不合格。 (3)制造质量不好。如几何形状严重超差,焊接质量不合格等。 (4)受压元件强度不够。 (5)安装不合理。如最低安全水位低于最高火界,不能自由膨胀,该绝缘处未绝缘等。

合金的动态再结晶与晶粒细化研究

FGH4096合金的动态再结晶与晶粒细化研究 摘要:使用Gleeble-1500D热模拟试验机对热等静压态FGH4096合金进行变形温度 1080~1140℃,应变速率0.02~1s–1,变形量15%,35%和50%的等温压缩实验。通过观察微观组织,分析了粉末高温合金动态再结晶的组织演化规律,并通过透射电镜研究了再结晶的形核位置。当变形量在35%及以下时,得到不完全再结晶组织,即“项链“组织;当变形量大于50%时,得到完全的动态再结晶组织。动态再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高和应变速率的降低而增大。再结晶形核主要在以下三个位置,即原始颗粒边界,再结晶晶粒边界以及孪晶源。最后利用多方向热变形对晶粒的破碎和细化,得到平均晶粒尺寸为4μm的细晶坯料。 关键词:FGH4096粉末高温合金;动态再结晶;形核;细晶化锻造 粉末高温合金由于具有组织均匀、无宏观偏析、合金化程度高等优点,成为制造先进航空发动机涡轮盘的首选材料[1]。30多年中,粉末高温合金发展已经历了三代。FGH4096粉末高温合金属于我国第二代粉末高温合金材料,以其优秀的高温强度和抗裂纹扩展能力受到航空发动机研究人员的极大重视[3]。但由粉末冶金工艺所带来的原始颗粒边界(PPB)、热诱导孔洞(TIP)等组织缺陷极大的损害了高温合金的力学性能和热加工性能。美国普惠公司使用以大挤压比的热挤压来粉碎PPB、焊合TIP,并诱导高温合金发生充分的动态再结晶以得到组织均匀细小、热加工性能优秀的高温合金坯料的制坯工艺[3]。国内受多方面条件限制,尚无法实施该类工艺,但可通过塑性变形诱发动态再结晶得到细晶、无缺陷坯料[3]。本文研究了FGH4096高温合金热变形中的动态再结晶的形核、发展规律和组织演化过程,并研究了合金的细晶化锻造工艺。 1 实验材料与方法 FGH4096合金名义化学成分(Wt%)为:Cr 15.5, Co 12.5, Mo 3.8, W 3.8, Nb 0.6, Ti 3.9, Al 2.0, B 0.006, Zr 0.025, Ni Bal。本实验采用的原材料由北京钢铁研究总院提供,母合金采用真空感应熔炼,等离子旋转电极(PREP)方法制粉,粉末尺寸为50μm~100μm ,粉末经真空脱气后装入包套,封焊后进行热等静压成型(HIP)。实验用试样用线切割法取自HIP态FGH4096合金,尺寸为Φ8×12(mm)和Φ40×70(mm)的圆柱形料,试样变形前先进行1150℃/2h+AC的均匀化处理。 用Gleeble–1500D模拟器对Φ8×12(mm)圆柱试样进行1080、1110和1140℃下,应变速率分别为:0.02、0.2、1 s–1,变形量分别为:15%、35%和50%的恒温、恒应变速率压缩实验。变形后迅速将试样喷液冷却至室温,沿压缩轴线方向将压缩试样对半切开制成金相样品,研究动态再结晶组织的演化规律。并用HITACHI–H800透射电镜观察、分析动态再结晶的形核与发展规律,晶粒尺寸统计采用截线法完成。最后,用THP–6300A型液压机对Φ40×70(mm)试样进行多方向累计变形量为150%的热模锻造(模具温度930℃),以研究合金的细晶化锻造工艺。

环硅氧烷开环聚合反应的机理及动力学研究

基金项目:浙江省科技支撑计划(2007C21G 2150010)和浙江省高等学校特聘教授基金(2005Z J008); 作者简介:邱化玉(1963-),理学博士,钱江学者特聘教授,博士研究生导师,研究方向为有机硅化学; 3通讯联系人,E 2mail :hyqiu @https://www.360docs.net/doc/813070334.html,. 环硅氧烷开环聚合反应的机理及动力学研究 吕素芳,李美江,邬继荣,蒋剑雄,来国桥,邱化玉 3(杭州师范大学有机硅化学及材料技术教育部重点实验室和浙江省有机硅 材料技术重点实验室,杭州 310012) 摘要:环硅氧烷在亲核或亲电催化剂、温度或辐射作用下,可开环聚合生成线型聚硅氧烷,聚合方法主要有 本体聚合和乳液聚合。本体聚合可分为阴离子聚合和阳离子聚合,阴离子聚合就是在碱性催化剂(亲核试剂) 作用下,使环硅氧烷开环聚合成线型聚硅氧烷的过程;阳离子聚合就是环硅氧烷在酸性催化剂(亲电试剂)作用下的开环聚合反应。乳液聚合则是单体和水(或其它分散介质)并用乳化剂配成乳液状态进行聚合,按所采用的乳化剂种类不同,主要有阴离子型和阳离子型两种类型。本文总结了近几年国内外环硅氧烷本体聚合和乳液聚合的开环聚合机理及动力学研究情况,并对今后此方面的研究进行了展望。 关键词:环硅氧烷;阴离子聚合;阳离子聚合;反应机理;动力学引言 环硅氧烷是有机硅工业中最主要的原料,大多数有机硅高分子都是由环硅氧烷开环聚合得到的,强酸或强碱引发环硅氧烷开环聚合是合成线型聚硅氧烷常用的方法。常用的环硅氧烷为六甲基环三硅氧烷(D 3)和八甲基环四硅氧烷(D 4)。环硅氧烷开环聚合的方法主要有本体聚合和乳液聚合,二者均可分为阴离子聚合和阳离子聚合两种。本体聚合是单体本身加入少量其它介质聚合;乳液聚合则是单体和水(或其它分散介质)并用乳化剂配成乳液状态进行聚合。 环硅氧烷在亲核或亲电催化剂、温度或辐射作用下,可开环聚合生成线型聚硅氧烷。聚合过程由4 个阶段组成[1]:(1)聚合引发阶段,形成反应中心;(2)链增长阶段;(3)链终止阶段(活性中心消失);(4)链 转移形成新的活性点。 线形聚硅氧烷是有机硅聚合物最基本的形式,研究最多,应用也最广。聚硅氧烷的聚合方法从反应类型上来区分,可分为以两端有活性官能团封端的线形聚硅氧烷为基本原料的缩合聚合和以环硅氧烷为单体的开环聚合两大类。由于开环聚合所用的单体价廉易得、聚合过程简易可行,因此对开环聚合的研究、应用最多,而对环硅氧烷开环聚合的机理及动力学进行深入的研究,可为聚硅氧烷的工程设计及生产控制提供理论依据。本文旨在近年来国内外对环硅氧烷的本体聚合和乳液聚合的开环聚合机理及动力学研究进行综述,分别对本体聚合的阴离子聚合和阳离子聚合的机理及动力学进行综述,对环硅氧烷的乳液聚合的开环聚合机理及动力学研究进行综述。 1 本体聚合 111 阴离子催化开环聚合反应 11111 机理研究 阴离子催化开环聚合反应,就是在碱性催化剂(亲核试剂)作用下,使环硅氧烷开环聚合成线型聚硅氧烷的过程。以K OH 催化D 4开环聚合为例,反应开始时,K OH 中OH - 阴离子与D 4硅原子上的3d 轨道配位,导致D 4内电子云密度重新分布,在加热下引起Si —O —Si 键断裂(开环),生成链端含

10讲 典型合金的结晶过程及组织

《机械制造技术基础》教案 教学内容:典型合金的结晶过程及组织 教学方式:结合实际,由浅如深讲解 教学目的: 1.了解铁碳合金的类型; 2.掌握共析钢、亚共析钢、过共析钢的结晶过程及其组织; 3.掌握共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的结晶过程及其组织。 重点、难点:六种典型合金的结晶过程及组织 教学过程: 4.3 典型铁碳合金的结晶过程及组织 4.3.1铁碳合金的分类 铁碳合金由于成分的不同,室温下将得到不同的组织。由简化的Fe-Fe 3C 相图,如图4-4所示。 图4-4 简化的Fe-Fe 3C 相图 根据铁碳合金的含碳量及组织的不同,可将铁碳合金分为工业纯铁、钢及白口铸铁三类: 1.工业纯铁(Wc ≤0.0218%) 性能特点:塑性韧性好,硬度强度低。 2.钢(0.0218%<Wc ≤2.11%) 共析钢:Wc=0.77%,室温组织为P 。 亚共析钢: 0.0218%< Wc <0.77%,室温组织为F+P 。 过共析钢: 0.77% < Wc ≤2.11%,室温组织为P+ Fe 3C Ⅱ 3.白口铸铁(2.11% < Wc ≤6.69%) 共晶白口铸铁: Wc=4.3%,室温组织为L’d 亚共晶白口铸铁: 2.11% < Wc <4.3%,室温组织为P+Fe 3C Ⅱ+L ’d 。 过共晶白口铸铁: 4.3% < Wc ≤6.69%,室温组织为L’d+Fe 3C Ⅰ 4.3.2典型铁碳合金的结晶过程 Fe 3C W C (%)图3-4 简化Fe-Fe 3C 相图F 0.0218K F 0 2.110.77 4.3D

依据成分垂线与相线相交情况,分析几种典型铁碳合金结晶过程中组织转变规律。 1.共析钢的结晶过程分析(如图4-5、4-6所示): AC AE PSK S S 3L L+A A P(F+Fe C)??→??→???→共析 图4-5 共析钢结晶过程示意图 图4-6 共析钢金相组织 2.亚共析钢的结晶过程分析(如图4-7、4-8所示): AC AE GS PSK PSK S L L A A A F A F P F ??→+??→??→+???→+???→+共析 图4-5 亚共析钢结晶过程示意图 图4-6 亚共析钢金相组织 亚共析钢的室温组织特征是:先析铁素体和共析珠光体呈均匀分布。 3.过共析钢的结晶过程分析(如图4-9、4-10所示): 333AC AE ES PSK S PSK L L A A A Fe C A Fe C P Fe C ??→+??→??→+???→+???→+共析

动态再结晶及其机制

动态再结晶及其机制

引言 工程上常将再结晶温度以上的加工成为“热加工”,而把再结晶温度以下而又不加热的加工称为“冷加工”。至于“温加工”则介于二者之间,其变形温度低于再结晶温度,却高于室温。高温进行的锻造,轧制等压力加工属热加工。热加工过程中,在金属内部同时进行着加工硬化与回复再结晶软化两个相反的过程。 在金属冷形变后的加热过程中发生的,称为静态回复和静态再结晶。若提高金属变形的温度,使金属在较高的温度下形变时,金属在热变形的同时也发生回复和再结晶,这种与金属热变形同时发生的回复和再结晶称为动态回复和动态再结晶。 一、动态再结晶定义 在热加工过程中,塑性变形使金属产生形变强化的同时发生的再结晶的现象。 这是在通常的热加工时发生的过程。在发生回复和再结晶时,由形变造成的加工硬化与由动态回复,动态再结晶造成的软化同时发生。 二、动态再结晶的应力应变曲线 值得注意的是:温度为常数时,随应变速率增加,动态再结晶应力应变曲线向上向右移动, 对应的应变增大:而应变速率一定时,温度升高,曲线会向下向左移动,最大应力对应的应变减小. 三、动态再结晶的机制 3.1概述 在低应变速率下,动态再结晶通过原晶界的弓出机制形核。与其对应的稳定态阶段的曲线呈波浪形变化,这是由于位错增殖速度小,在发生动态再结晶软化后,继续进行再结晶的驱动力减小,再结晶软化作用减弱,以致不能与新的加工硬化平衡,从而重新发生硬化,曲线重新上升。等到位错再度积累到一定程度,使再结晶又占上风时,曲线又重新下降。这种反复变化的过程将不断进行下去,变化周期大致不变,但振幅逐渐衰减。因此这种情况下,动态再结品与加工硬化交替进行:使曲线呈波浪式。层错能偏低的材料如铜及其合金,奥氏体钢等易出现动态再结晶。故动态再结晶是低的层错能金属材料热交形的主要软化机制。 第一阶段—加工硬化阶段:应力随应 变上升很快,金属出现加工硬化(0<ε< εc )。 第二阶段—动态再结晶开始阶段:应 变达到临界值εc ,动态再结晶开始,其软 化作用随应变增加而上升的幅度逐渐降 低,当σ>σmax 时,动态再结晶的软化作 用超过加工硬化,应力随应变增加而下降 (ε c ≤ε<εs )。 第三阶段—稳定流变阶段:随真应变 的增加,加工硬化和动态再结晶引起的软 化趋于平衡,流变应力趋于恒定。但当ε 以低速率进行时,曲线出现波动,其原因 主要是位错密度变化慢引起。(ε≥εs )

结晶过程观察与纯金属铸锭组织分析

结晶过程观察与纯金属铸锭组织分析 一、实验目的 1.熟悉盐类和金属的结晶过程。 2.了解铸造条件对纯金属铸锭组织的影响。 二、实验原理 熔化状态的金属进行冷却时,当温度降到T m (熔点)时并不立即开始结晶,而是当降到T m以下的某一温度后结晶才开始,这一现象称为过冷。熔点T m与开始结晶的温度T m之差Δ T 称为过冷度。过冷现象表明,金属结晶必须有一定的过冷度,只有具有一定的过冷度下才能为结晶提供相变驱动力。 结晶由两个基本过程所组成,即过冷液体产生细小的结晶核心(形核)以及这些核心的成长(长大)。其中,形核又分为均匀形核和非均匀形核。通常情况下,由于外来杂质、容器或模壁等的影响,一般都是非均匀形核。 由于金属不透明,通常不能用显微镜直接观察液态金属的结晶过程。然而通过采用生物显微镜可以直接观察盐溶液的结晶过程。实践证明,对透明盐类结晶过程的研究所得出的许多结论,对于金属的结晶都是适用的。 在玻璃片上摘上一滴接近饱和的氯化铵水溶液,放在生物显微镜下观察其结晶过程。随着液体的蒸发,液体逐渐达到饱和。由于液滴边缘处最薄,将首先达到饱和,放结晶过程首先从边线开始,然后逐渐向里扩展。 结晶的第一阶段是在液滴的最外层形成一圈细小的等轴晶体。这是由于液滴外层蒸发最快,在短时间内形成了大量晶核之故。 结晶的第二阶段是形成较为粗大的柱状晶体,其成长的方向是伸向液滴的中心。这是由于此时液滴的蒸发已比较慢,而且液滴的饱和顺序是由外向里的,最外层的细小等轴晶中只有少数位向有利的才能向中心生长,而其横向生长则受到了彼此间的限制,因而形成了比较粗大、带有方向性的柱状晶体。 结晶的第三阶段是在液滴中心部分形成不同位向的等轴晶体。这是由于液滴的中心此时也变得较薄,蒸发也较快,同时液体的补充也不足的缘故。这时可以看到明显的等轴晶体。 图4-1示出了氯化铵水溶液结晶过程的一组照片,其中( a )、( b )为在液滴边缘形成的细小等轴晶体和正在生长的柱状晶体,( c )为在液滴中心部分形成的位向不同的等轴枝晶。 利用化学中的取代反应,可以看到置换出来的金属以枝晶形式进行生长的过程。例如,在硝酸银水溶液中放入一小段细铜丝,铜将发生溶解,而银则以枝晶形态沉积出来,其反应式为:

蒸发过程及危险性分析

编号:AQ-JS-06504 ( 安全技术) 单位:_____________________ 审批:_____________________ 日期:_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 蒸发过程及危险性分析 Evaporation process and risk analysis

蒸发过程及危险性分析 使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。 在化工、医药和食品加工等工业生产中,常常需要将溶有固体溶质的稀溶液加以浓缩,以得到高浓度溶液或析出固体产品,此时应采用蒸发操作。 蒸发就是通过加热的方法将稀溶液中的一部分溶剂汽化并除去,从而使溶液浓度提高的一种单元操作,其目的是为了得到高浓度的溶液。 例如:在化工生产中,用电解法制得的烧碱(NaOH溶液)的质量浓度—般只在10%左右,要得到42%左右的符合工艺要求的浓碱液则需通过蒸发操作,由于稀碱液中的溶质NaOH不具有挥发性,而溶剂水具有挥发性,因此生产上可将稀碱液加热至沸腾状态,使其中大量的水分发生汽化并除去,这样原碱液中的溶质NaOH的浓度就得到了提高。又如:食品工业中利用蒸发操作将—些果汁加热,使一部分水分汽化并除去,以得到浓缩的果汁产品。

除此之外,蒸发操作还常常用来先将原料液中的溶剂汽化,然后加以冷却以得到固体产品,如食糖的生产、医药工业中固体药物的生产等都属此类。 在工业生产中应用蒸发操作时,需认识蒸发如下几方面的特点。 ①蒸发的目的是为了使溶剂汽化,因此被蒸发的溶液应由具有挥发性的溶剂和不挥发性的溶质组成,这一点与蒸馏操作中的溶液是不同的。整个蒸发过程中溶质数量不变,这是本章物料衡算的基本依据。 ②溶剂的汽化可分别在低于沸点和沸点时进行。在低于沸点时进行,称为自然蒸发。如海水制盐用太阳晒,此时溶剂的汽化只能在溶液的表面进行,蒸发速率缓慢,生产效率较低,故该法在其他工业生产中较少采用。若溶剂的汽化在沸点温度下进行,则称为沸腾蒸发,溶剂不仅在溶液的表面汽化,而且在溶液内部的各个部分同时汽化,蒸发速率大大提高。本章只讨论工业生产中普遍采用的沸点汽化。 较慢的那一步过程的速率,即热量传递速率,因此工程上通常

结晶过程机理分析(正式)

编订:__________________ 单位:__________________ 时间:__________________ 结晶过程机理分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-8247-66 结晶过程机理分析(正式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 (1)结晶在固体物质溶解的同时,溶液中还进行着一个相反的过程,即已溶解的溶质粒子撞击到固体溶质表面时,又重新变成固体而从溶剂中析出,这个过程称为结晶。 (2)晶体晶体是化学组成均一的固体,组成它的分子(原子或离子)在空间格架的结点上对称排列,形成有规则的结构。 (3)晶系和晶格构成晶体的微观粒子(分子、原子或离子)按一定的几何规则排列,由此形成的最小单元称为晶格。晶体可按晶格空间结构的区别分为不同的晶系。同一种物质在不同的条件下可形成不同的晶系,或为两种晶系的混合物。例如,熔融的硝酸铵在冷却过程中可由立方晶系变成斜棱晶系、长方晶系等。 微观粒子的规则排列可以按不同方向发展,即各

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