最新刊期
2024年第45卷第5期
- 摘要：以稀土精炼和电渣重熔两种工艺制备的3%Cr轧辊钢为研究对象，采用SEM、ASPEX等表征手段和电解萃取、拉伸、冲击等实验方法，对比分析了两种轧辊钢的成分差异、显微组织、夹杂物特征，以及力学性能。结果表明，稀土精炼轧辊钢中w［Ce］≤0.01%，w［Al］=0.022%，电渣重熔轧辊钢中w［Al］=0.018%，两种工艺对钢中杂质元素的控制水平相近。经相同工艺热处理后，稀土精炼和电渣重熔轧辊钢的显微组织均为回火索氏体，二者辊身的组织均匀性基本一致。稀土精炼轧辊钢中夹杂物主要为椭球状的CeAlO3和Ce2O2S，平均尺寸约为4.17 μm，面积百分比约为0.006 6%；电渣重熔轧辊钢中夹杂物主要为不规则的Al2O3，平均尺寸约为3.88 μm，面积百分比约为0.008 1%。而且，稀土精炼轧辊钢的屈服强度和抗拉强度与电渣重熔的相差不大；但是，稀土精炼轧辊钢的伸长率、断面收缩率及冲击功与电渣重熔的相比，均具有较大提升。关键词：轧辊钢;稀土精炼;电渣重熔;非金属夹杂物;力学性能278|14|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：含Gd镍铬钼合金作为乏燃料贮运用中子屏蔽材料具有广阔的应用前景，却在热加工时极易发生开裂，为了优化合金热变形工艺参数，本文以Ni-Cr-Mo合金为研究对象，研究了Gd加入后引起的组织变化。在变形温度为1 000～1 200 ℃、应变速率为0.01～5 s-1条件下进行等温热压缩实验，计算合金相关材料常数及热变形激活能，构建热加工图并确定热加工窗口，结合微观组织进行分析，研究Gd对合金热变形行为的影响。结果表明，Ni-Cr-Mo合金中加入了1.2%的Gd，合金的变形激活能从472.15 kJ/mol降至422.9 kJ/mol，在热变形时合金的能量消耗效率更高，组织演变更充分，塑性失稳区域由高温向低温逐渐转移，并且增大了合金在1 000～1 060 ℃，0.01～0.32 s-1低温低应变速率下安全区的面积。合金最佳热加工区间为：0.5真应变量， 温度（T）为1 113～1 164 ℃，应变速率（
- 摘要：利用扫描电镜和能谱（EBSD）仪器对两种不同Si含量的热轧盘条的横截面和纵截面的组织形貌进行观测，并用万能试验机测试热轧盘条的拉伸性能，结果表明：随着Si含量的增加，珠光体转变的过冷度增加，热轧盘条的珠光体团尺寸和珠光体片间距减小。Si元素使Mn元素在渗碳体中偏聚，增加了渗碳体的稳定性，减小了渗碳体片层的球化倾向。Si元素使盘条横、纵截面珠光体的织构强度减弱，珠光体组织更加均匀，取向更加随机。Si元素能大幅度提升热轧盘条和成品钢丝的强度，小幅度提升塑性。低Si盘条的抗拉强度为1 134 MPa，均匀伸长率为7.1%；高Si盘条的抗拉强度为1 263 MPa，均匀伸长率为7.3%。低Si钢丝的抗拉强度为1 937 MPa，均匀伸长率为2.2%；高Si钢丝的抗拉强度为2 106 MPa，均匀伸长率为2.3%。关键词：缆索钢丝绳;热轧盘条;Si元素;珠光体;组织性能152|3|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为了探索调控Fe-Cr-B-C合金强韧性匹配的新方法，研究了B对其热处理后显微组织、硬度及冲击韧性的影响。经1 050 ℃空淬处理后，在低w［B］（0.000 6%）合金的枝晶间析出大量极细二次碳硼化物，在中w［B］（0.51%）和高w［B］（2.89%）合金基体中析出弥散的二次碳硼化物。随B含量增加，二次碳硼化物的颗粒度增大，颗粒密度降低。经1 050 ℃空淬+500 ℃回火处理后，三种B含量合金中的二次碳硼化物均增多，且析出区域扩大。低B合金的枝晶干为粗大板条马氏体，枝晶间由针状马氏体、高密度二次碳硼化物及少量凝固析出相构成，其冲击韧性最佳，洛氏硬度居中；中B合金主要由弥散分布着二次碳硼化物的针状马氏体基体以及网状硼碳化物构成，其洛氏硬度最高，冲击韧度居中；高B合金由弥散分布着少量二次碳硼化物的γ基体及更致密的网状硼碳化物构成，其洛氏硬度和冲击韧度均最低。另外，中B和高B合金的网状硼碳化物发生了局部断网，导致其冲击韧性较铸态下明显提高。关键词：Fe-Cr-B-C合金;B;热处理;显微组织;二次碳硼化物;强韧性2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：采用真空感应、电渣重熔、真空自耗、均匀化热处理、锻造、热挤压、冷轧、热处理等工艺得到Nb含量分别为4.90%和5.30%的两种GH4169合金管，在其他成分基本保持一致的情况下，研究了Nb含量对GH4169合金管材组织性能的影响。结果表明，在相同的热处理工艺下，随着Nb含量的增加，Nb含量越高，晶粒尺寸越细小；200 ℃和室温抗拉强度、屈服强度都随着Nb含量的增加而增加；且在GH4169合金管材中的析出相含量也增加。GH4169合金管在不同的固溶热处理和相同的时效热处理工艺下，得到GH4169合金管材的晶粒度尺寸在4.0～7.0级，晶粒尺寸越小，管材的抗拉强度和屈服强度越高；在相同的晶粒度下，Nb含量越高，管材的抗拉强度、屈服强度都随着Nb含量的增加而增加。关键词：GH4169合金管;Nb含量;晶粒度;室温拉伸;200 ℃高温拉伸;析出相4|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：125ksi钢级15Cr超级马氏体不锈钢具有优良的高强度、高韧性匹配与耐CO2腐蚀性能，是深度＞7 000 m深井油井管的候选材料。从成分设计、生产工艺、组织调控等方面，论述了15Cr超级马氏体不锈钢油管的高强高韧综合控制技术。成分控制方面，采用无δ铁素体成分设计，w［Cr］取15%，w［Ni］取6.5%~7%，w［C］取0.01%~0.03%，w［Cu］取1.25%~1.5%，Cr、Ni元素合理匹配是降低δ铁素体含量的主要因素，C、Cu含量的合理匹配是获得高强高韧力学性能的关键因素。冶炼工艺方面，研究了电弧炉钢杂质元素的影响，结果表明，V、N、Al杂质元素会增加15Cr钢的硬度，将回火温度提高至550~575 ℃，能够降低硬度保证韧性。热加工成型方面，通过热变形试验，获得了15Cr钢的动态再结晶规律，制定了无缝管热穿孔成型变形温度1 100~1 150 ℃，能够获得细小的再结晶晶粒。组织性能调控方面，通过热处理工艺研究，确定了正火温度采用950~980 ℃，即能保证晶粒尺寸不明显长大，又能获得高强度与高韧性的匹配。关键词：125 Ksi钢级;超级马氏体不锈钢;成分设计;强韧化匹配6|2|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为解决模具钢H13镜面抛光效应较差的问题，通过冶炼工艺优化改进，改善模具钢的抛光效应。研究结果表明，镜面效应与钢的洁净度有密切对应关系。从电弧炉配料结构、脱氧制度、LF精炼炉吹氩控制、VD真空炉的高真空度周期优化，较全面地采取了改进措施，即电弧炉配料时采用增加DRI的使用量，采用硅预脱氧，优化钢包底吹氩控制和提高VD高真空度周期等措施。夹杂物有效尺寸从优化前的27.93 μm下降到23.65 μm，夹杂物数密度从256个/cm2，下降到176个/cm2，夹杂物数密度下降了31.2%，B类和DS类以及TiN类夹杂物总量上得到了控制，抛光性能的顾客满意度得到了一定的认可。关键词：模具钢H13;抛光性;氮含量;夹杂物;数密度333|1|0更新时间：2025-05-09
产品研发
- 摘要：通过开展全废钢及配加10%、20%、30%比例直接还原铁（DRI，direct reduced iron）试验研究了Consteel电弧炉配加不同比例DRI对冶炼技术经济指标、钢水洁净度和电弧炉终渣成分的影响，并根据试验情况对金属料加入、吹氧喷碳、造渣辅料加入、排渣等冶炼控制要点进行分析。结果表明，随着DRI加入比例增加，电耗、钢铁料消耗、造渣辅料消耗和渣量等逐渐增加。且DRI加入比例在30%时，因炉渣量较大，在冶炼过程中后期有炉渣从炉门溢出。同时，电弧炉配加DRI后钢水洁净度明显升高，电弧炉冶炼终点氮、磷、硫和残余元素质量分数降低，且随着DRI加入比例增加，电弧炉终点钢水氮质量分数下降速率变小。此外，随着DRI加入比例增加，电弧炉终渣FeO质量分数呈降低趋势。DRI加入比例20%时效果较好，冶炼周期较短，与全废钢炉次相比电耗增加不高，且氮和残余元素含量较低，满足大部分钢种要求。关键词：Consteel电弧炉;直接还原铁;技经指标;洁净度;电弧炉终渣2|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：以130 t钢包为研究对象，利用Fluent软件模拟研究了不同底吹工艺对钢包内流场及死区的影响。结果表明，当中心距由0.65R减少至0.50R时，钢液平均流速由0.24 m/s下降至0.05 m/s，低流速区域占比显著增加，靠壁端钢液流动缓慢，渣金界面平均流速由0.18 m/s下降至0.009 m/s，死区比例由7%增加至25%，总体搅拌效果下降；当透气砖中心夹角由85°增加至180°时，钢液平均流速下降至0.09 m/s，渣金界面平均流速为0.05 m/s，死区体积比增加至28%；随着吹氩量的增加钢液流速明显加快，死区体积减小，钢液混匀时间逐渐缩短，200 L/min时平均流速增加至0.43 m/s，渣金水平界面流速为0.32 m/s，不发生卷渣现象，钢液混匀时间为300 s。综上，确定两透气砖直径为
- 摘要：针对
- 摘要：基于抚顺特殊钢股份有限公司镍基合金生产平台，研究了“30 t非真空感应炉-炉外精炼-电渣重熔”工艺代替传统高成本工艺冶炼高钼含量镍基合金的可行性，并结合生产实际分析了生产效率和成本优势。结果表明，采用30 t非真空感应炉熔炼钢水，VOD吹氧脱碳后抽真空至67 Pa以下脱气冶炼工艺方案，成功实现了高钼含量镍基合金N06625、N10276产品的冶炼。电渣后的钢锭生产为204 mm锻材产品，化学成分、非金属夹杂物均满足行业标准要求，进一步提高了高钼镍基合金的生产保障及成本控制能力。关键词：镍基合金;非真空感应炉;VOD;电渣重熔;低成本冶炼3|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：以某钢厂高拉速薄板坯连铸工艺为研究对象，工艺参数拉速为5.5 m/min、浇注温度1 544 ℃、结晶器水压15.6 Pa、冷却水温度39.1 ℃以及结晶器倒锥度7.5 mm等。现场连铸生产过程中发现，拉速提高后卷渣风险加剧和铸坯黏结报警频发，传统保护渣和仅具有剪切变稀性质的非牛顿流体保护渣均不能有效解决这些问题。以现场用中碳钢保护渣为原始保护渣，加入氧化镁和碳化硅等添加剂，制备出一种既具有较强剪切变稀特性又具有较高表面张力的新型保护渣。采用旋转圆筒法等方法对保护渣的剪切变稀性质、表面性质和微观结构进行检测和研究。结果表明，随着碳化硅含量的增加，保护渣的剪切变稀性质、接触角、表面张力和界面张力均呈现先增大后减小的趋势，碳氧键和碳硅键的含量升高，分子聚合度增大。当碳化硅含量为0.98%时，剪切变稀性质最强，接触角、表面张力和界面张力最大。这可以满足在不同剪切速率下对保护渣黏度的要求，从而有效降低卷渣风险，同时抑制黏结漏钢事故的发生。关键词：保护渣;剪切变稀;座滴法;表面张力;微观结构7|2|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为改善某厂超低碳钢连铸过程中出现偏流、跳棒及水口堵现象，通过对中间包透气上水口、塞棒和浸入式水口等连铸功能耐材进行改进，将透气上水口改用特殊的弥散式透气材质，吹入的氩气气泡沿水口内壁形成均匀的气幕，表面气孔率较改进前提高5.2%，防止了夹杂物在水口内壁蓄积，缓解水口堵；将塞棒棒头由中心部位的吹氩孔由1个改为6个，实现360°均匀吹入氩气，减少棒头夹杂物蓄积；将浸入式水口改用无碳，低铝，高硅内衬，改变水口内壁材质，防止浸入式水口堵塞。改进后耐材在超低碳钢上推广应用，使得每浇次跳棒次数减少0.83次、降幅31.8%，水口堵造成的在线更换浸入水口频次减少了0.38支、降幅41.3%，稳定结晶器液面控制精度，提升冷轧卷夹杂合格率0.238%，并提高了单中间包连浇炉数0.53炉、增幅8%，使1 000~2 200 mm宽板坯连铸机结晶器流场得以优化。关键词：宽板坯连铸;结晶器;浸入式水口;塞棒;液面控制;夹杂2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：在生产1Cr13不锈钢的过程中，铸坯出现了严重的纵裂漏钢及横向凹陷。利用FactSage8.2热力学软件计算三元以及四元相图对保护渣成分进行设计，同时，计算1Cr13不锈钢的凝固特性，由于该钢属于包晶钢，在凝固过程中会产生急剧的体积收缩，从而在坯壳薄弱处产生纵裂。为了避免初生坯壳不均匀引起的凹陷和纵裂，应适当提高保护渣碱度、改善保护渣结晶性能，并提升保护渣控制传热能力。新型保护渣碱度为1.5，渣成分为w［MgO］6%，w［Li2O］2%，w［Al2O3］16%，w［Na2O］8%，w［B2O3］3%，w［CaF2］10%。1Cr13不锈钢原渣熔点为1 155 ℃，定温黏度为0.442 Pa·s、转折温度1 140 ℃，新型保护渣熔点为1 120 ℃，黏度为0.304 Pa·s，转折温度为1 171 ℃，结晶温度为1 270 ℃。实际生产后，铸坯表面质量明显改善。关键词：纵向裂纹;横向凹陷;1Cr13不锈钢;保护渣;黏度4|0|0更新时间：2025-05-09
冶炼与凝固
- 摘要：通过调控固溶温度，探究不同固溶温度下GH4163合金的显微组织、室温及高温拉伸性能的变化规律。原始态样品显微组织为变形组织，晶界不连续，碳化物呈偏聚条带状分布；当固溶温度为1 000 ℃时，晶粒晶界清晰，晶粒发生不完全再结晶，碳化物条带状偏聚现象明显改善；当固溶温度为1 050 ℃时，晶粒长大缓慢；当固溶温度为1 080 ℃时，条带状分布的碳化物明显减少，晶粒开始迅速长大。GH4163合金的室温屈服强度与晶粒尺寸满足霍尔佩奇关系
- 摘要：为了研究GH4706涡轮盘不同部位的组织及高温力学性能差异性，基于典型服役性能要求，开展了400、500、600、650 ℃条件下的高温拉伸，400、500、600 ℃条件下的高温低周疲劳和650 ℃/690 MPa、600 ℃/700 MPa的高温持久寿命对比分析。试验结果表明，轮毂、辐板及轮缘位置的晶粒组织存在显著差异，其中轮毂晶粒度为4级（平均晶粒尺寸为84 μm），辐板晶粒度为3级（平均晶粒尺寸为120 μm），轮缘晶粒度为2级（平均晶粒尺寸为183 μm）。不同部位试样的γ′-γ″复合相均以球状弥散析出。轮毂和辐板位置的η相呈长针状，尺寸较大，且与晶界平行分布；轮缘部位的η相呈短棒状析出，尺寸较小，在晶界的排列比较分散。不同位置的高温拉伸强度无明显差异，轮毂部位的低周疲劳性能最优（4 363循环周次），而轮缘部位的高温拉伸塑性和持久寿命最优（1 259 h）。GH4706涡轮盘锻件不同部位的组织差异性对其高温力学性能的影响较为显著。关键词：GH4706合金;涡轮盘;晶粒度;高温力学性能3|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：40CrNi2Si2MoV马氏体钢中大尺寸碳化物存在会影响其力学性能，通过成分设计优化和合理的热处理工艺可以有效提高材料的强韧性。研究了M6C碳化物在不同淬火温度（860~1 150 ℃）下对超高强度钢力学性能及显微组织的影响，并通过SEM、TEM等表征方法对M6C颗粒尺寸、数量及成分的演变进行了研究。结果表明，大尺寸M6C颗粒使超高强度钢韧性降低，880 ℃淬火试样中的M6C颗粒尺寸较大（~400 nm），容易在大尺寸M6C周围造成应力集中，减弱了基体与M6C碳化物的结合力，易在M6C碳化物周围萌生裂纹，致使材料发生断裂。随着淬火温度升高，试验钢中M6C颗粒尺寸减小、数量降低，且提升了M6C颗粒中Si的浓度，M（Fe、Mo、Ni、Co）6C中原子被Si取代，提升了M6C碳化物的稳定性；1 050 ℃ 淬火温度试验钢中M6C颗粒尺寸为25 nm，同时抑制原始奥氏体晶粒（8.5 μm）长大，试验钢抗拉强度为2 227 MPa，伸长率为7.0%，实现良好的强韧性匹配。关键词：40CrNi2Si2MoV马氏体钢;M6C;淬火温度;力学性能;晶粒尺寸3|2|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：连续冷却相变行为对制定钢的热处理工艺具有重要指导意义，采用热膨胀法开展了40Cr13模具钢不同冷却速率（0.5 ~ 20 ℃/s）连续冷却相变曲线的测定，利用扫描电镜和显微硬度仪分别对不同冷速下相变后的材料组织形貌和维氏硬度进行检测分析，在高温共聚焦激光显微镜（HTCLSM）下对其相变行为进行原位观察，结果表明，40Cr13模具钢的临界转变点Ac1为836 ℃，Ac3为903 ℃；在 0.5 ~ 20 ℃/s 的冷却速率范围内均出现马氏体相变，随着冷速增加，钢中碳化物的分布更加均匀。当冷速由0.5 ℃/s增大到3 ℃/s时，样品平均硬度值由417 HV提高到550 HV，随着冷速继续增加，样品平均硬度值最终稳定在560～580 HV。对冷却速率（v）和维氏硬度（Hv）进行拟合，拟合公式为
形变与相变
- 摘要：采用轴向疲劳试验机、金相显微镜、显微硬度计和扫描电镜等方法，通过对不同螺纹加工顺序的A286合金耐热紧固件进行高频拉-拉疲劳测试，并对疲劳断口和螺纹的金相进行分析。结果表明，在经过720 ℃-12 h时效后加工螺纹，有利于提高紧固件疲劳性能的稳定性，对疲劳中值强度略有影响，对疲劳断裂方式无影响。时效前加工螺纹，会在紧固件表面形成大量的孪晶，时效过程中强化相会在孪晶界以大尺寸颗粒析出。时效前加工螺纹的紧固件其螺纹根部硬度值波动大，可能是造成疲劳性能波动大的原因。关键词：耐热紧固件;高温合金;螺纹;疲劳性能2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：对厚度为6～9.5 mm的薄壁管线钢低温落锤性能容易出现波动的问题，通过轧制对比实验分析，探究了薄规格X65M管线钢低温落锤性能的控制工艺的影响因素。通过不同低温落锤试验结果样品的显微组织分析和数值化结构研究，发现钢中多边形铁素体晶粒尺寸大小和钢板心部片条状分布的M/A组织对低温落锤性能影响显著。当钢中面积在200 μm2以上的晶粒数量较多，平均面积超过260 μm2，或者M/A组织占比＞6%时，钢板低温落锤性能明显恶化。通过连铸过热度控制以及控轧控冷工艺优化，有效细化了晶粒尺寸并减少了M/A组织的形成，实现6～9.5 mm薄壁钢板批量稳定生产8万t以上，可以满足-30 ℃低温落锤要求，对薄规格管线钢产品的研发和生产具有重要意义。关键词：薄壁管线钢;落锤;晶粒尺寸;M/A组织;X65M2|0|0更新时间：2025-05-09
应用与服役
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