最新刊期
2024年第45卷第2期
- 摘要：发展电弧炉短流程炼钢是钢铁工业实现“双碳”目标的重要途径。近年来，现代电弧炉技术发展迅速，电弧炉底吹搅拌技术也在不断进步和推广，对电弧炉生产的高效化和节能化作出了重要贡献。针对电弧炉底吹搅拌技术的机理、工艺特点、系统组成、气体种类、底吹元件类型及工艺布置方式进行综述，并对底吹技术的应用情况进行总结分析。模拟计算得出，远离底吹装置的区域，钢液流速明显偏低。结合炉型特点布置底吹装置及优化底吹气量，可改善熔池动力学条件，促进钢液元素传质，实现降低能耗和原材料消耗、提高生产效率的效果。深度开展底吹技术研发，与吹炼、供电、喷粉等工艺技术耦合，并结合新炉型特点制定底吹工艺制度，实现智能化底吹是发展现代电弧炉短流程技术的重要方向。关键词：电弧炉;短流程炼钢;底吹搅拌;数值模拟;搅拌能2|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：以价格低廉的Mn替代价格较为昂贵的Ni，研发新型无Ni低温钢，已成为液化天然气（LNG）储罐用钢当前研究的新热点。本文依次介绍低温钢的概念和特点，以及高锰奥氏体低温钢国内外的发展现状，并详细列举了国家与团体标准中关于高锰奥氏体低温钢成分及性能的要求。综合分析不同元素对高锰奥氏体低温钢力学性能的影响，表明Fe-24Mn-0.45C-3Cr-0.5Cu系高锰奥氏体低温钢综合性能优异，可作为高锰奥氏体低温钢成分体系优化设计参考依据。研究表明，适当热处理可有效提升高锰钢低温韧性，而采用保护金属电弧焊后的焊缝低温韧性要优于埋弧焊，尽管两者屈服强度和抗拉强度无较大差别。关键词：LNG;高锰奥氏体低温钢;成分设计;热处理;焊接2|2|0更新时间：2025-05-09
综述
- 摘要：通过观察微合金Ti、Nb、V在42CrMo钢连铸坯中的液析形貌，以及液析经加热轧制后的变化，同时，采用热力学计算的方式推导液析生成机理。结果表明，在含w［Ti］0.012%、w［Nb］0.030%、w［V］0.030%、w［N］0.003 5%的42CrMo钢 410 mm×530 mm连铸坯中，可观察到Ti、Nb以复合碳氮化物的形式析出，形成微米级液析，w［Ti］较高（70%～83%）的多呈多边形块状，w［Nb］较高（70%～85%）的多呈薄膜状或不规则块状，液析中基本不含V元素；Ti和Nb的碳氮化物液析可互溶并共同生长，Nb含量较高的液析以Ti含量较高的液析为核心长大为块状，部分液析以含硫夹杂物为核心形核并长大；连铸坯心部的碳氮化物液析较多，并且尺寸较大（最长达35 μm），连铸坯表面的数量较少，尺寸较小（10 μm以下）；连铸坯经1 200 ℃加热并轧制后，液析可部分回溶，数量减少，尺寸减小，并且在轧制过程中破碎。关键词：Ti;Nb;CrMo;微合金;中碳钢;液析5|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：介绍了加氢反应器特厚板12Cr2Mo1VR（H）钢的成分设计、冶炼、浇铸和轧制工艺，利用JMatPro软件计算热扩散率、热容量、钢板导热能力等重要相变参数，并分析了热处理制度对其组织、回火脆化性能、高温持久与蠕变性能的影响。生产过程中通过调整Cr、Mo（Mn）和V含量，控制各组织的形态和分布，促进晶内铁素体形核，利用洁净钢冶炼技术将有害元素控制在较低水平，减少有害元素晶界偏聚产生的回火脆化现象，利用水冷模浇铸技术和控制轧制技术控制原始晶粒度，性能检测结果显示，12Cr2Mo1VR（H）钢的抗回火脆化温度达到-51 ℃，钢板经模拟热循环后X向、Y向、Z向的三个位置拉伸性能差异范围在15 MPa以内，厚度截面表层、厚度1/4、厚度1/2、厚度3/4位置冲击功均达到280 J以上，无较大的位置趋向差异，在540 ℃温度下，加载力为210 MPa时，持续1 010 h未断裂，高温蠕变弹性伸长率为0.147 5%，总塑性伸长率1.454 5%。关键词：12Cr2Mo1VR（H）特厚板;水冷模铸;回火脆化;高温持久;蠕变2|0|0更新时间：2025-05-09
产品研发
- 摘要：在1 340~1 230 ℃采用等温凝固实验，研究了w［S］分别为0.000 1%、0.001 8%和0.003 7%对K417G合金凝固特性的影响。结果表明，S降低合金的固相线温度，扩大固液两相区，当w［S］从0.000 1%增加到0.003 7%时，合金的固相线温度由1 255 ℃降低至1 245 ℃。在凝固过程中S元素偏析于液相，并在终凝区析出Y相，且S促进Al、Cr元素在固液界面处的富集。在相同等温温度下，S元素对MC碳化物和γ+γ΄共晶的析出温度与形貌无明显影响，但S含量的增加促使MC碳化物、γ+γ΄共晶和Y相数量的增加，且Y相的析出温度从1 230 ℃提升至1 240 ℃。关键词：S;等温凝固;K417G;元素偏析;Y相3|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为了探究稀土La-Ce对GCr15轴承钢中夹杂物的改质效果，采用了公称容量为1 kg的高温管式炉，冶炼了6炉不同La-Ce含量的GCr15轴承钢钢锭，借助光学显微镜、扫描电镜等表征手段，并结合FactSage热力学软件对不同La-Ce含量的GCr15钢中夹杂物的转化规律进行研究。结果表明，未添加La-Ce的GCr15轴承钢中典型夹杂物为不规则状的Al2O3和MnS，La-Ce的添加会将其改质为类型较为复杂的稀土夹杂物，随着La-Ce含量的提高，1 600 ℃下钢中夹杂物的转化规律为Al2O3 →REAlO3 → RE2O3→ RE2O2S → RE2O2S + RExSy（RE为La-Ce）。当La-Ce含量为96×10-6时，Al2O3和MnS均被改质为球状的RE2O2S·RExSy复合稀土夹杂物，钢中夹杂物的数量处于较低水平且夹杂物的整体形貌控制较好。关键词：GCr15轴承钢;稀土;夹杂物改质;热力学计算264|2|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：通过对1Mn18Cr18N护环钢中氮的溶解度进行热力学计算分析，发现增加钢水中Cr、Mn的含量，能够显著提高氮的溶解度。同时，随着钢水温度的降低，氮的溶解度也会提高。阐述了采用非真空感应炉和电弧炉、AOD与LF精炼等冶炼工艺生产1Mn18Cr18N护环钢的过程，并利用底吹氮气进行合金化处理，缩短了生产时间，同时成分控制也相当稳定。在使用AOD精炼底吹氮气进行合金化时，钢水中氮含量可达到0.547%，氮的溶解度趋于饱和。LF精炼过程在使用氮气底吹和含氮合金的情况下，钢中氮含量可达0.68%。关键词：AOD;1Mn18Cr18N钢;热力学;氮气合金化;奥氏体不锈钢3|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为提高GCr15轴承钢连铸坯均质化水平，改善内部裂纹、缩孔等缺陷，通过实物计算坯壳厚度生长比例、钢种热属性测试，设计浇注过程大压下和联合轻压下试验，监控浇注过程铸坯表面温度和拉矫机工作状态等方法，优化轻压下工艺。结果表明，连铸轻压下合理的起始位置R为42%～45%，为获得更优低倍质量，200 mm×200 mm、240 mm×240 mm、300 mm×340 mm三种规格连铸轻压下起始位置较原工艺后置1～3 m；以200 mm×200 mm GCr15为例，增加铸坯压下量，由1.25 mm/m提高到2.5 mm/m，可减轻铸坯轻压下裂纹，显著改善铸坯Y-Z纵向低倍成分和组织均匀性，轧材中心碳偏指数普遍达到0.97～1.03，实现了既不产生明显轻压下裂纹、又能改善中心偏析和V型偏析缺陷的目标。关键词：GCr15轴承钢;铸坯低倍;轻压下;均质化;凝固传热;应变9|2|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为研究不同精炼工艺对齿圈钢42CrMoS4钢中硫化物的影响，从钢中硫化物的形态与分布着手，在精炼工序设计两种不同的碱度渣和钙含量工艺，试验生产4炉。对比分析铸坯和轧材中不同双层结构复合硫化物特征与硫化物形成机理。结果表明，LF造高碱度渣（R＝6.5～7.2）进RH后不进行钙处理，铸坯1/4厚度位置复合硫化物整体成块状形貌，核心内部氧化物同样也成规则的块状，轧材内部氧化物主要以CaO为主，外围硫化物主要是高CaS比例的（Ca，Mn）S，基本不变形，A类细系夹杂物级别为2.0～3.0级；在LF造弱碱度渣（R＝3.6～4.2）进RH后进行二次钙处理，将w［Ca］由0.001 4%左右提升至0.002 5%～0.003 2%，铸坯1/4厚度位置复合硫化物整体成椭球状形貌，核心内部氧化物同样也成规则的球状，轧材内部氧化物为较低CaO比例的钙镁铝酸盐，外围硫化物主要是低CaS比例的（Ca，Mn）S，硫化物成纺锤状，具有很好的变形能力，A类细系夹杂物级别控制在2.0级以内。关键词：硫化物;钙处理;纺锤状;渣碱度;精炼工艺;夹杂物2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：针对某钢厂在冶炼N2M2T高强焊丝钢时，连铸坯表面出现的凹陷、角部深振痕裂纹及渣坑等表面缺陷，结合理论分析及现场实际生产情况，从保护渣理化性能、结晶器振动参数、一冷配水及钢中N含量等对铸坯表面产生的缺陷进行分析。结果表明，连铸坯产生的表面缺陷主要与保护渣理化指标、结晶器振动参数、钢中N含量有关，而与一冷配水关系不大。生产实践表明，通过将保护渣碱度从0.6提高到1.19，w［C］从13.51%降低到8.21%，粘度从0.666 Pa.s降低到0.156 Pa.s，结晶器振动参数偏斜率由0.15提高至0.20，振频公式由60+50 V调整为90+60 V，钢中N含量控制在＜50×10-6，连铸工序△N＜7×10-6等措施，N2M2T高强焊丝钢连铸坯的表面缺陷得到明显改善，铸坯合格率从85%提高到95%以上，为后续轧钢的稳定轧制提供了保证。关键词：高强焊丝钢;铸坯振痕;保护渣;角部裂纹;连铸坯3|0|0更新时间：2025-05-09
冶炼与凝固
- 摘要：为了探究稀土La对S44535铁素体不锈钢高温氧化行为的影响，采用加速氧化对添加0.26% La的S44535钢在800、900、1 000 ℃下的静态空气中进行高温氧化研究。采用恒温氧化法对比S44535铁素体不锈钢在三种温度下的氧化动力学曲线，用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）和X射线衍射（XRD）对钢的氧化层进行表征分析，探究了稀土La对铁素体不锈钢高温抗氧化性能的影响。结果表明，氧化产物主要为Cr2O3和MnCr2O4，随着温度的升高，表面氧化膜增厚且更加致密，其外层富含Mn，内层富含Cr，说明稀土改变了氧化膜的生长方式，且呈现出较为优异的高温抗氧化性能。关键词：固体氧化物燃料电池;铁素体不锈钢;高温氧化;氧化动力学;稀土La2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：研究了Ti微合金化对Mn18钢组织和力学性能的影响，并分析了Mn18钢锤头失效的原因。结果表明，Ti微合金化在Mn18钢中具有细化晶粒、提高冲击韧性、伸长率、强度和硬度等作用，在Mn18钢加入0.10%和0.30%的w［Ti］时，随着Ti含量增加，高锰钢的硬度增大、强度提高，冲击韧性和延伸性也均呈优化趋势，继续增加w［Ti］至0.51%时，除布氏硬度继续增大外，KU2数值及稳定性、强度稳定性、伸长率等指标均出现下降趋势，高锰钢属于高氮奥氏体钢，加入Ti后迅速析出大量TiN，作为异质核心，起到系列有益作用，加入量过大，则TiN类夹杂物的尺寸过大，且出现局部聚集，将对Mn18钢的性能稳定性造成不利影响，也易于导致Mn18锤头断裂失效。在Mn18钢中使用Ti微合金化，为保证其有益效果，其含量不应超过0.30%。关键词：Ti微合金化;Mn18高锰钢;力学性能;夹杂物;失效2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：研究了添加Mo（质量分数）为0.02%、0.04%、0.07%、0.11%的82B钢对不同温度下高温拉伸后的组织和性能的影响及Mo对82B高碳钢的强韧化机理。结果表明：（1）200～300 ℃高温拉伸时，4组试验钢力学性能较好，300 ℃达到峰值，Mo为0.11%试验组最优，抗拉强度由1 139 MPa增至1 192 MPa，屈服强度为736 MPa，略有降低，伸长率与断面收缩率均有显著提高，分别为22%和72.9％。相较于Mo为0.02%试验钢，虽屈服强度下降约5%，但抗拉强度升高5%，伸长率、断面收缩率大幅增加，且塑性随Mo含量同步提高，随着温度继续升高，由于材料开始软化，各项力学性能均呈下降趋势。（2）Mo为0.02%和0.04%时，显微组织除渗碳体随拉伸温度的提高逐渐增多外，索氏体与珠光体未出现明显变化，与室温相同，当Mo增至0.07%和0.11%时，索氏体、珠光体团逐渐细化且分布均匀。同时，4组试验钢在300 ℃高温拉伸时出现蓝脆现象，通过断口观察发现，有Al、Si等元素的夹杂物存在，且失效方式为韧性断裂，断口主要可分为剪切唇区和纤维区，剪切唇区的面积随着温度的升高逐渐缩小。关键词：82B钢;Mo微合金化;抗拉强度;高温拉伸;耐火钢2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：针对某钢厂生产的55SiCr弹簧钢，用户加工后的油淬火钢丝断面收缩率在40%以下，影响后续卷簧过程和弹簧的使用寿命，通过低倍酸洗试验，拉伸试验，油淬火调质处理，钻屑试验等方法对铸坯和线材进行评价检测，发现铸坯中心偏析是导致拉拔性能差的主要原因，通过开展连铸工艺优化试验，研究结果表明：高过热度控制对铸坯偏析及线材拉拔性能有显著影响，过热度为35 ℃相较于过热度18 ℃，断面收缩率和伸长率分别提高2%和0.8%；结晶器电磁搅拌电流从150 A增加到320 A，中心等轴晶率由8%~8.5%增加到10.5%，但是中心碳平均偏析指数也随之增加；相同结晶器电磁搅拌工艺时，降低凝固末端电磁搅拌强度有利于改善中心偏析；铸坯中心碳平均偏析指数由1.10降低到1.02时，油淬火调质态线材断面收缩率由39%增加到47%。关键词：弹簧钢;过热度;电磁搅拌;中心偏析;断面收缩率167|4|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：采用金相、硬度、拉伸等试验方法，研究高速线材不同控冷技术对54SiCr6弹簧钢组织形貌、力学性能和表面质量的影响。结果表明，54SiCr6弹簧钢采用喷雾组合控冷的各项性能明显优于传统风冷控冷工艺。当采用传统风冷工艺时，盘卷通盘力学性能稳定性稍差，铁素体析出较多，铁素体析出增加脱碳层深度；当吐丝温度为850 ℃，喷雾压力为1 MPa时显著增加冷却速度，抑制铁素体析出降低脱碳层深度，盘卷力学性能均匀性优于风冷工艺；当吐丝温度为850 ℃，喷雾压力为4 MPa和3 MPa时，冷却速度显著提升，盘卷基体出现马氏体组织，较大降低盘卷的力学性能稳定性；当吐丝温度为850 ℃，喷雾压力为2 MPa时可以显著提高盘卷力学性能和均匀性，抑制铁素体析出，从而降低脱碳层深度，同时硬度的提升降低了盘卷表面磕碰伤，提高客户拉拔表面质量和作业率。关键词：54SiCr6钢;喷雾控冷;辊道速度;组织;表面质量8|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：使用热模拟压缩试验仪器，设置850～1 150 ℃不同应变温度和0.1～10 s-1应变速率等热变形参数进行试验，通过金相显微镜、热模拟试验等设备对合金进行组织形貌表征，结合热模拟压缩试验应力应变曲线及合金组织形貌进行分析，系统性研究4J32超因瓦合金（Fe-32Ni-4Co）在850～1 150 ℃高温热变形行为及组织形貌演变过程。研究发现，4J32超因瓦合金在900 ℃以下热变形过程不发生动态再结晶，且合金中存在大量的变形晶粒组织。当热变形温度大于1 050 ℃时，合金开始发生动态再结晶，且应变速率越快其动态再结晶程度越高。研究结果表明，超因瓦合金最优的热变形温度＞1 100 ℃，应变速率为10 s-1。关键词：4J32超因瓦合金;热模拟;动态再结晶;组织2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：共晶碳化物是影响Cr8冷作模具钢服役性能及使用寿命的关键因素。针对Cr8钢连铸坯轧制成扁钢后出现的碳化物不均匀度超过国家标准GB/T 1299—2014（3级）的问题进行分析。采用Deform有限元模拟软件建立Cr8扁钢的轧制模型，对轧制过程中的等效应变、应变速率、温度变化情况进行模拟，并研究了不同温度下保温（时间）Cr8扁钢碳化物的形貌特征，与其连铸坯进行对比。模拟与实验结果表明，轧制过程中，Cr8扁钢中心至1/4厚度区域温度达到1 230 ℃，使Cr8扁钢的三角晶界区碳化物重新溶解析出，导致碳化物不均匀度的级别超过3级。因此，通过降低加热温度，控制轧制温度低于1 200 ℃，将厚度24 mm的Cr8扁钢碳化物不均匀度由4级降低至2级，使产品质量显著提高，同时降低了能耗、节约了成本。关键词：Cr8扁钢;共晶碳化物;模拟;温升3|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：铁素体-马氏体钢抗辐照性能优越，是用于辐照剂量较高的新型核电反应堆型结构件的候选材料。苛刻的服役环境要求铁素体-马氏体钢具有良好的综合力学性能、合适的晶粒度以及较少的内部缺陷。研究了正火+回火的热处理工艺对新成分铁素体-马氏体钢力学性能和微观晶粒组织演化的影响。采用Thermo-Calc热力学软件计算了不同相态的体积比例并与试验结果进行对比，发现两相比例变化的计算结果与试验结果高度一致。正火处理后，材料的抗拉强度和屈服强度受两相比例的影响权重最大。结果表明，采用1 080 ℃正火+670 ℃回火热处理的高铬铁素体-马氏体钢的抗拉强度为903 MPa，屈服强度为732 MPa，材料的综合性能最佳。关键词：铁素体-马氏体钢;屈服强度;正火;回火;M23C6;热力学计算2|0|0更新时间：2025-05-09
形变与相变
- 摘要：针对决策树模型在小样本训练数据的多分类问题上难以获得较高预报准确率的问题，建立了一种基于一类对余类法的遗传算法优化决策树漏钢预报模型，通过充分利用遗传算法的全局搜索能力以及其具有的鲁棒性，加强搜索控制和优化过程的监督，提高了模型的准确性。结合某钢厂连铸生产数据，对基于一类对余类法的遗传算法优化决策树漏钢预报模型进行了测试。测试表明，遗传算法仅在10次迭代后就可以使基于一类对余类法的遗传算法优化决策树漏钢预报模型达到98.39%的准确率和100%的报出率，该算法相比传统决策树算法可以在极少的迭代次数下得到更高的准确率和更好的泛化性。关键词：遗传算法;决策树;连铸;漏钢预报2|0|0更新时间：2025-05-09
应用与服役
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