最新刊期
2024年第45卷第3期
- 摘要：针对中国铁路客车和货车轴箱轴承用钢主要使用电渣钢的现状，采用铁水+废钢→70 t 电弧炉→LF→RH→3 t钢锭→均热坑→1350+750/650轧机轧制的流程生产规格
- 摘要：核电站堆内构件用奥氏体不锈钢对材料的纯净度、晶粒度、耐腐蚀性及力学性能要求极其严格，质量稳定的材料对核电站的安全运行至关重要。通过对316不锈钢设计合理的化学成分（质量分数/%：0.045C、0.06N、17.00Cr、2.50Mo、12.50Ni、1.80Mn）；采用三元预熔渣重熔冶炼提升钢液纯净度，低熔速减少冶炼偏析；锻造+轧制联合开坯；依据材料规格控制固溶保温时间；精确控制冷拉变形量2 mm。成功研制出堆内构件用奥氏体不锈钢SA-479 316 （N-60-6） 冷拉棒材。其非金属夹杂物A、B、C、D类粗系、细系单项均≤1.0级，晶粒度达到5级，晶间腐蚀合格，室温拉伸屈服强度479~545 MPa，350 ℃高温拉伸强度515~575 MPa，满足堆内构件用冷拉棒材使用要求。关键词：堆内构件;奥氏体不锈钢;冷拉棒材;力学性能3|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：采用高温拉伸试验方法，研究了不同高温条件下10B38含硼冷镦钢的强度和塑性。试验结果表明，在热强性方面，700～950 ℃时抗拉强度由124.8 MPa大幅下降到22.9 MPa；950～1 150 ℃时抗拉强度为12.7～25.5 MPa。在热塑性方面，700～750 ℃时试验钢的断面收缩率为56%～72%；800～1 050 ℃时，试验钢的断面收缩率≥75%；1 050～1 150 ℃时，断面收缩率＞65%。根据以上试验数据，将连铸二次冷却水强度由比水量1.35 L/kg优化为1.25 L/kg，优化后连铸坯裂纹指标有明显降低。测定了10B38含硼冷镦钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线，试验结果表明，当冷却速率为0.2～1 ℃/s，试验钢以较软的铁素体组织为主；当冷却速率为3～10 ℃/s，试验钢以珠光体组织为主；当冷却速率为20、30 ℃/s时，试验钢为板条马氏体+珠光体组织；当冷却速率为50 ℃/s时，室温时形成完全马氏体组织。试验及生产试制结果表明，降低冷却速率到0.5～2 ℃/s，能获得理想的铁素体和珠光体热轧组织。关键词：10B38冷镦钢;高温拉伸;CCT曲线5|0|0更新时间：2025-05-09
产品研发
- 摘要：利用真空感应炉制备了四种不同Si（质量分数/%：0.29、0.42、0.71、1.50）的铸态高碳铬轴承钢，并采取非水溶液电解法萃取钢中碳化物。通过扫描电镜观察钢中碳化物的二维和三维形貌，采用X-射线衍射仪（XRD）对不同Si含量下碳化物的类型进行探究，并结合热力学和第一性原理计算明确Si含量影响渗碳体类型的本质机理。研究结果表明，不同Si含量的高碳铬轴承钢中都存在两种类型的碳化物，分别是片层状渗碳体（（Fe1-XMnX）3C）和晶界碳化物M23C6。随着w［Si］从0.29%增加到1.50%，M23C6晶界碳化物由连续粗大的棒状结构变为断续细小的点状结构，说明Si含量的增加对晶界碳化物的析出具有抑制效果。而Si含量的增加，降低了Mn在（Fe1-XMnX）3C渗碳体中的占比，渗碳体类型的转变趋势为Fe1.8Mn1.2C向Fe3Mn0C转变。可能的原因是，渗碳体生成析出过程，Si原子被外排到渗碳体周围形成富Si微区，阻碍基体中的Mn原子向渗碳体扩散，降低了Mn在基体中的活度以及扩散迁移能力，从而降低了Mn在渗碳体中的相对含量。关键词：高碳铬轴承钢;渗碳体;Si含量;热力学计算;第一性原理2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：建立底吹金属熔池水模实验平台，采用高速摄影技术及图像处理手段，分析了狭缝宽度和底吹流量对气泡的大小、数量、速度、受力的影响规律；通过测量溶液内电导率的变化来反映溶液的混匀情况，明确底吹结构和参数对溶液的搅拌强度。结果表明，气泡运动主要受浮力和曳力的影响，气泡的索特直径随狭缝宽度、底吹流量的增大而增大，气泡越大越有利于溶液搅拌，从而缩短混匀时间，而气泡数量的变化趋势则与之相反；气泡上升速度与底吹流量成正比，与狭缝宽度成反比；结果表明，当狭缝宽度为0.30 mm，底吹流量为1.00 L/min时，混匀时间最短。关键词：水模实验;狭缝宽度;底吹流量;气泡运动;混匀时间2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：转炉冶炼过程包含着复杂的多相、高温的物理化学反应，建立可靠的转炉终点预测模型对有效减少钢水成分波动、提高钢铁品质有重要的意义。以某钢厂200 t转炉实际生产数据为依据，采用粒子群优化算法选取支持向量机模型最优惩罚参数C和核参数g的方法建立预测模型，对转炉终点碳质量分数和温度进行预测。将数据处理后得到425组数据，数据划分为训练集数据和测试集数据，并对其进行归一化预处理，其中，随机选取50组为测试集数据。结果表明，转炉终点预测模型的终点钢水碳含量（误差±0.015%）的命中率为84%，终点温度（误差±15 ℃）的命中率为80%。与BP神经网络模型和RBF模型相比，基于粒子群算法优化的支持向量机模型具有精度高、泛化能力强的特点。关键词：转炉炼钢;PSO-SVM模型;终点温度;终点钢水碳含量;预测模型2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：通过现场试验，分析了La-Ce稀土处理对Q345D结构钢夹杂物、连铸可浇性和钢种性能的影响。结果表明，RE在Q345D结构钢中的合金收得率为21.5%；与未添加RE的炉次相比，脱硫率提高了37.5%，单位夹杂物密度从80.16个/mm2，降低至60.78个/mm2；La-Ce稀土处理前钢液中夹杂物主要是MgO-Al2O3-CaO复合夹杂，La-Ce稀土处理对小尺寸（D≤5 μm）夹杂物的改性作用较为明显，小尺寸夹杂物改性为（La-Ce-S）和（La-Ce-Al-S-O）稀土类夹杂物；La-Ce稀土处理可以明显降低钢中MnS类夹杂物的纵横比，使MnS类夹杂物在轧制后的形貌更接近椭圆形，而没有长线形，这是Q345D结构钢横向冲击功提高20%的主要原因。关键词：La-Ce稀土处理;Q345D结构钢;横向冲击功;夹杂物改性;精炼;洁净度223|17|0更新时间：2025-05-09
冶炼与凝固
- 摘要：针对钛微合金化高强钢CGLC700低温冲击韧性差的问题，通过热力学计算与高温原位观察，采用电子背散射衍射、透射电镜、扫描电镜和光学显微镜对含Ti高强钢的夹杂物、第二相粒子、断口形貌和低温冲击韧性等进行了研究。结果表明，含Ti高强钢低温冲击韧性差的原因与钢中大尺寸脆性夹杂物和Ti（C，N）、TiN析出相有关。将钢中w［N］从0.004 9%降低至≤0.003 5%时，可以有效降低钢中脆性夹杂物的数量和尺寸，从而提高钢材冲击韧性；终轧温度从885~895 ℃降低至875~885 ℃，可以促使纳米级TiC第二相粒子析出和大角度晶界的生成，并降低有效晶粒尺寸，从而明显改善钢材的低温冲击韧性；同时降低氮含量至≤0.003 5%与终轧温度在875~885 ℃时，钛微合金化高强钢中平均晶粒尺寸从3.1 μm降至2.7 μm，小尺寸有效晶粒占比高，大尺寸夹杂物及数密度降低，大角度晶界中占比增长了16.6%，钢材低温冲击功可以从14.75 J提高到37.35 J。关键词：钛微合金化高强钢CGLC700;夹杂物;第二相粒子;低温冲击韧性;氮含量;终轧温度2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：以0.30%Sn的430铁素体不锈钢为基础，在实验钢中添加一定量的Cu来研究Cu对实验钢力学性能和耐腐蚀性能的影响。常温拉伸实验和高温拉伸实验结果表明，Cu原子在基体中发挥固溶强化效果而增强不锈钢的抗拉强度，但同时因晶界处生成大量的富Cu相而相应降低不锈钢的塑性。实验钢的耐均匀腐蚀性能随着Cu含量的增加而呈现先提高，后降低的趋势，且在含0.45%Cu的钢中达到最佳的效果。此外，Cu对实验钢的耐晶间腐蚀性能有类似的规律，且在含0.98%Cu的钢中达到最佳的效果。关键词：锡;铜;铁素体不锈钢;力学性能;耐腐蚀性能4|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：通过Gleeble-3800试验机，开展了C630R转子钢在温度1 000～1 200 ℃、应变速率0.01～1 s-1条件下的热压缩试验，研究了热变形行为及不同工艺参数对其显微组织的影响，计算了C630R转子钢的本构方程，并绘制了真应变为0.8时的热加工图。结果表明，C630R转子钢的流变应力随变形温度升高和应变速率减小而降低；随着变形温度升至1 200 ℃，或者应变速率降至0.01 s-1，C630R转子钢更倾向于产生动态再结晶。利用修正的流变应力曲线，计算出C630R转子钢的热变形激活能Q 为530.155 kJ/mol，本构方程为
- 摘要：针对436L铁素体不锈钢换热板片冲压成形的开裂问题，通过Dynaform数值模拟分析和冲压成形试验，对两种典型波纹结构换热板片的成形特征进行研究，分析其成形过程中的成形极限和减薄率的演变规律，研究板片厚度和波纹参数（波纹法向节距）对裂纹位置及开裂程度的影响，探讨波纹法向节距对减薄率的影响。结果表明，436L铁素体不锈钢换热板片的开裂和减薄同时受板厚及波纹参数的影响。对于浅波纹换热板片（波纹深度2 mm），易开裂处为波纹的波峰圆角顶部，板厚增加对开裂倾向和减薄率影响显著，每增加0.1 mm板材厚度，波峰圆角处最大减薄率可降低约2.6%，此时，能够安全成形的最大减薄率为18.9%，最小成形板厚为0.6 mm。而对于深波纹换热板片（波纹深度2.6 mm），易开裂处为波纹的波峰圆角两侧和波峰圆角顶部，此时，板厚增加对开裂倾向和减薄率影响较小，每增加0.1 mm板材厚度，波峰圆角处最大减薄率仅降低约1.4%，需通过增大波纹法向节距满足成形质量要求。关键词：板式换热器;换热板片;436L铁素体不锈钢;数值模拟;减薄率2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为了适应LNG燃料罐、储罐使用需要，对9Ni钢进行冶炼、轧制关键工艺控制，研究两相区热处理工艺及Nb微合金化对组织性能的影响。结果表明，随着亚温淬火温度的升高，屈服强度、抗拉强度、屈强比先降低后升高。随着回火温度的升高，屈服强度与抗拉强度逐渐降低，伸长率升高；当回火温度为600 ℃时，屈服强度与抗拉强度达到最低值，伸长率达到最高值。亚温淬火态组织呈现大、小晶粒并存状态，有助于降低钢板屈强比。Nb微合金化9Ni钢板成品组织主要为回火索氏体组织及3%～8%残余奥氏体。0.015% Nb的加入使9Ni钢平均屈服强度提高约50 MPa，抗拉强度提高约40 MPa，-196 ℃横向夏比V型冲击吸收能提高约40 J。关键词：LNG;Nb微合金化;9Ni钢;回火索氏体3|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为提高热轧态0Cr21A16合金板材的组织均匀性和塑性，以改善其高温性能及冷加工特性，分析研究了不同温度的热处理试验及组织性能。采用光学显微镜、X射线衍射仪、Gleeble高温热拉伸实验、扫描电镜和纳米压痕仪等研究了热处理前后0Cr21Al6合金板材的显微组织和力学性能。结果表明，通过热处理的方式改善0Cr21Al6合金板材的组织均匀性，在960 ℃保温6 min 40 s后快速冷却，晶粒平均尺寸为42 μm，整体的晶粒尺寸相对于940、980、1 000、1 020 ℃热处理后较为均匀、细小，硬度和塑性达到最佳匹配，断裂韧度KIC在960 ℃处理下达到最佳，拥有最佳的综合性能，可有效避免生产过程中材料的脆性断裂问题。另外Gleeble实验显示1 000 ℃以上的热处理温度不再适合于热加工。关键词：FeCrAl合金;0Cr21Al6钢;热轧板;热处理;微观组织;力学性能2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：通过在不同温度下保温5 min的时效轧制实验，研究了时效轧制温度（150、200、250、300 ℃）对低温取向硅钢组织、织构及磁性能的影响。结果表明，时效轧制温度对低温取向硅钢的冷轧及初次再结晶组织形貌没有明显的影响。但随着时效轧制温度的升高，初次再结晶组织中｛111｝<112>和Goss织构含量均先增加后减少，｛111｝<112>织构在200 ℃时具有较高的含量，Goss织构在250 ℃时含量较高，此时｛411｝<148>和｛100｝<012>初次再结晶织构的占比相对较低。初次再结晶组织中，有利的Goss及｛111｝<112>织构含量增加和不利的｛100｝<012>织构含量减少，使得试样在高温退火过程中能够发生较完善的二次再结晶，经高温退火后，细小晶粒及岛状晶粒较少，成品板具有优异的磁性能。关键词：时效轧制;取向硅钢;组织;织构;磁性能3|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：采用热膨胀测试仪、激光共聚焦显微镜、显微硬度仪以及扫描电镜等手段，研究了12Cr1MoV珠光体耐热钢连续冷却相变，绘制了实验钢过冷奥氏体连续冷却转变（CCT）曲线，分析了冷却速率对冷却过程相变组织演变规律的影响。结果表明，冷却速率为0.5~30 ℃/s时，实验钢CCT曲线中会出现铁素体、珠光体、贝氏体以及马氏体四个相变区域。冷却速率为0.5~1 ℃/s时，转变产物由铁素体和珠光体组成；冷却速率为1.5~10 ℃/s时，转变产物主要是上贝氏体和铁素体；冷却速率为10~20 ℃/s，转变产物主要是上贝氏体、下贝氏体以及马氏体混合组织；冷却速率为30 ℃/s，转变产物主要由马氏体组成。冷却速率为1.5~20 ℃/s时，过冷奥氏体转变组织出现上贝氏体，会导致材料机械性能下降，容易导致裂纹形成和扩展。基于上述研究结果，提出降低12Cr1MoV钢连铸坯和热轧线下冷速措施，以减少上贝氏体组织，通过调整后棒材表面裂纹得到有效控制。关键词：12Cr1MoV钢;冷却速率;CCT曲线;显微组织3|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：利用 Gleeble-3800热模拟机对0.1~30 ℃/s冷却速度下18CrNiMo7-6风电钢连续冷却膨胀曲线进行测试。结合金相-硬度法绘制了18CrNiMo7-6风电钢静态连续冷却转变曲线（CCT曲线），分析了不同冷却速率条件下18CrNiMo7-6风电钢组织转变规律。实验结果表明，18CrNiMo7-6风电钢奥氏体相变点Ac1相变温度为765 ℃，Ac3相变温度843 ℃。当冷却速度小于0.5 ℃/s时，试验钢组织为铁素体和珠光体，发生高温相变；冷却速度0.5 ~ 1 ℃/s时，试验钢中铁素体逐渐减少，开始出现板条状马氏体组织；冷速大于2 ℃/s时，试验钢组织主要为贝氏体及马氏体，同时发生中温相变和低温相变；随冷速增加钢中贝氏体组织含量减少，马氏体组织含量增多；冷速大于20 ℃/s，组织全部为马氏体，只发生低温相变；冷速由0.1 ℃/s增加至30 ℃/s过程中，风电钢试样硬度逐渐增加。关键词：18CrNiMo7-6;连续冷却转变曲线;组织;硬度6|0|0更新时间：2025-05-09
形变与相变
- 摘要：采用w［Mn］＜0.01%、0.24%、0.34%三种不同合金的固溶态Inconel718热轧板材进行直流脉冲电弧焊接，经双级热时效处理后进行室温拉伸实验，研究Mn含量的变化对焊接接头微观组织及时效态力学性能影响规律。结果表明，三种不同Mn含量焊接接头组织中只存在Laves相，没有δ相析出，随着w［Mn］由＜0.01％提高至0.34％，焊接接头中Laves相析出体积分数略有增多。经过双级热时效处理后，γ΄΄开始析出，焊接接头组织中Laves相含量略有减少。与时效态母材拉伸性能相比，焊接接头拉伸强度和伸长率有所降低。且随着Mn含量的增加，时效态焊接接头拉伸性能略有降低，抗拉强度由1 250 MPa小幅降低至1 178 MPa和1 213 MPa，三种不同Mn含量的焊接接头时效态拉伸样品断裂位置皆为焊缝区域，且均为韧性断裂。关键词：Inconel718合金;Mn含量;Laves相;焊接性能;板材2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：采用电弧炉生产工艺，控制废钢/铁水比为80%以上，开发出长寿命机器人谐波减速机柔性轴承用钢，从非金属夹杂物、奥氏体晶粒度、碳化物带状组织方面对比柔性轴承用和传统滚动轴承用钢的冶金质量，并利用旋转弯曲疲劳试验的方法测试柔性轴承用和传统滚动轴承用钢在107循环周次条件下的疲劳强度。机器人谐波减速机柔性轴承用钢的w［O］＜0.000 4%，w［Ti］＜0.001%，A类硫化物类非金属夹杂物≤1.0级，B类和D类氧化物类非金属夹杂物≤0.5级，极值统计法预测最大球状夹杂物的尺寸＜30 μm，检验结果表明柔性轴承用钢具备超高纯净度。通过在冶炼过程增加Al和N的元素含量，柔性轴承用钢具有10级的奥氏体晶粒度，远高于传统滚动轴承用钢的8.5级晶粒度。通过延长高温扩散时间，7.1和7.2级别的碳化物带状组织占比要高于传统滚动轴承用钢，超高晶粒度和碳化物带状组织的带宽减小表明柔性轴承用钢具备超高组织均匀性。柔性轴承用钢在107循环周次条件下具有超高旋转弯曲疲劳强度为1 016 MPa，疲劳寿命略高于传统滚动轴承用钢。关键词：谐波减速机;柔性轴承;晶粒度;非金属夹杂物;旋转弯曲疲劳;超高周疲劳性能2|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：针对桥梁缆索用87MnSi钢线材的异常断裂现象，对其盘条和生产工艺过程中钢丝的微观组织和力学性能演变规律进行系统分析。结果表明，盘条组织由珠光体和少量的先共析铁素体组成，且渗碳体片层随机分布。冷拉拔后，渗碳体片层发生扭转弯曲或减薄纤维化，且部分渗碳体发生破碎溶解，溶解量为1.40%（占比9.69%）。热镀锌后，溶解的渗碳体发生球化。盘条（329.8HV）在冷拉拔-热镀锌-稳定化处理过程中的显微硬度呈现先增大（450.2HV）后减小（447.9HV）再增大（469.6HV）的变化趋势；冷拉拔过程中溶解的渗碳体使得钢丝硬度值上升至468.3HV，而热镀锌过程渗碳体的球化，导致硬度值下降至439.8HV，并恶化拉伸性能。当边部的渗碳体球化程度明显时，使得钢丝内外组织和力学性能存在较大差异，并在稳定化处理过程中因受力不均匀而导致断裂。关键词：桥梁缆索;87MnSi钢;热镀锌;稳定化处理;断裂;渗碳体球化125|3|0更新时间：2025-05-09
应用与服役
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