【摘 要】
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在焊接条件下发生的熔渣-液态金属-气相界面的化学冶金反应在源头上决定着焊缝金属的众多物理化学性能，其相关理论是焊接冶金反应研究中的重要内容。本文引入了非平衡的耗散结
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在焊接条件下发生的熔渣-液态金属-气相界面的化学冶金反应在源头上决定着焊缝金属的众多物理化学性能，其相关理论是焊接冶金反应研究中的重要内容。本文引入了非平衡的耗散结构理论思想来研究开放且远离平衡的焊接化学冶金问题，选取伴随有强烈钢-渣两相交互作用特点的埋弧焊接方法，就实验室自行设计制作的MgO-CaO-SiO2三元简单渣系烧结焊剂在准稳态焊接过程中钢-渣两相界面的化学冶金反应，用非平衡热力学的方法对焊接钢渣熔体的化学冶金行为作了定量化研究，以试图探讨准稳态焊接过程钢-渣界面固有的一些非平衡化学冶金作用规律。
本文就MgO-CaO-SiO2渣系制成的烧结焊剂焊接，设计出用试验的方法对准稳态焊接时的熔滴反应区及熔池反应区液态金属进行非氧化分区快速提取采样，并通过对采样金属进行一系列物理化学测试及微观分析，以获取准稳态焊接过程钢-渣界面化学冶金反应的若干信息。同时建立熔滴反应区、熔池反应区的几何模型，作为定量研究冶金反应进行的方向及限度的试验凭据。试验表明，所设计的试验研究方案具有可行性，达到了预期设计目的。
对准稳态焊接过程熔滴反应区及熔池反应区熔渣中SiO2与液态金属Fe在钢渣界面用非平衡态的方法进行热动力学定量计算结果表明，熔滴反应区的反应方向为熔渣中SiO2引起液态金属Fe氧化的方向，且反应处于非平衡态的非线性区，反应具有极大的驱动力；而熔池反应区则为逆向脱氧反应方向，也在非线性区偏离了平衡状态，但偏离的距离及反应的驱动力比熔滴反应区小。
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