最新刊期
2024年第45卷第6期
- 摘要：通过高温热态模拟实验和热力学计算，考察了不同Ce含量微合金化对441铁素体不锈钢中碳氮化物特征的影响规律。结果表明，无Ce添加的441铁素体不锈钢中碳氮化物主要有两种类型：单独析出的碳氮化物和异质形核的复合碳氮化物。钢中加入稀土后，碳氮化物形核氧化物中的Al逐渐被Ce取代，改性顺序为 Al2O3·Ti2O3→AlCeO3·Ti2O3→Ce2O3·Ti2O3。改质形成的Ce2O3与碳氮化物的错配度较高，形核能力减弱，这既使形貌由全包裹向半包裹结构转变，又造成了单独析出碳氮化物析出加剧。高含量稀土添加后，CeN会逐渐出现，TiN的析出过程受到抑制，降低了碳氮化物的析出面积，碳氮化物逐渐转化为类球形形貌。通过对比不同Ce含量试样，当稀土添加量为0.007%，与原始铸态的碳氮化物相比，增加了异质形核的数量密度，碳氮化物的数量密度由66.7个/mm2上升到74.5个/mm2，平均尺寸集中在1~3 μm，细化晶粒效果最好。关键词：441不锈钢;凝固过程;稀土含量;碳氮化物;稀土夹杂物306|15|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：通过冶炼过程控制残余w［P］≤0.015%、w［S］≤0.010%，低氧操作稳定控制w［T.O］＜10×10-6，采用两阶段低温轧制且单道次压下率控制为8%~12%，成功开发出
- 摘要：以某钢厂生产的BTW1钢连铸坯为研究对象，利用Gleeble 3800热模拟试验机开展高温拉伸试验，通过对拉伸断口进行观察，并利用金相显微镜和扫描电镜对组织进行分析。试验结果表明，BTW1钢断面收缩率随加热温度升高呈现先下降后上升再下降的趋势，断面收缩率在1 000 ℃时达到最高值68.3%，在950 ℃时仅为29.23%，BTW1钢断面收缩率在多个温度区间低于40%，高温热塑性极差，裂纹敏感性强。当加热温度低于800 ℃时，由于未发生微带诱导塑性和动态再结晶现象，导致热塑性较差，断口形貌呈现塑性变形和脆性断裂共存；当加热温度为950 ℃时，动态再结晶现象增加，但混晶组织导致塑性下降，断口形貌为典型的解理性脆断，当加热温度为1 000 ℃时，动态再结晶过程明显，形成均匀细小晶粒区域，塑性显著提升，断口为典型韧窝形貌；当加热温度为1 100 ℃时，断口出现熔化区域，但高温下仍保留部分韧窝结构。关键词：BTW1钢;连铸板坯;高温热塑性;断面收缩率;动态再结晶7|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：针对超低碳钢H1T传统的预处理-转炉-RH-大方坯连铸/模铸-开坯工艺生产成本高，以及连铸浇注过程中容易发生堵塞水口导致生产中断的问题，开发了150 mm×150 mm方坯连铸生产工艺，重点针对连铸水口结瘤堵塞进行工艺控制，并对生产过程中化学成分、渣系、夹杂物变化进行分析。工业生产表明，采用转炉出钢加铝脱氧、LF渣碱度＞10，顶渣（FeO+ MnO）≤2%，搅拌氩气流量＞600 L/min确保脱硫、RH工序在65 Pa以下吹氧深脱碳、钢水钙处理等工艺优化，成功生产出超低碳钢H1T产品，并且连浇炉数达到10炉次。关键词：超低碳钢;炉外精炼;顶渣改质;钙处理;方坯2|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为评估Q350EW高铬耐候钢连铸过程裂纹敏感性，利用 Gleeble3500热模拟试验机测定了Q350EW高铬耐候钢高温热塑性，并结合Thermo-Calc热力学软件理论计算Q350EW高铬耐候钢析出相分布规律。利用扫描电镜结合光学显微镜对高温拉伸断口宏观、微观形貌以及断口处的显微组织观察分析。研究结果表明，随着加热温度升高，Q350EW高铬耐候钢抗拉强度降低；断面收缩率曲线在700～800 ℃附近出现凹谷，775 ℃时断面收缩率最低为64.9%。凹谷温度范围内断口形貌主要由韧窝组成，其断裂机理为韧性断裂；显微组织分析表明，原奥氏体晶界出现铁素体致使塑性降低，但是由于铁素体含量较高，Q350EW高铬耐候钢塑性仍保持较高水平。通过优化连铸二次冷却等关键工艺参数降低Q350EW高铬耐候钢铸坯裂纹风险性，建议铸坯角部弯曲矫直段温度＜750 ℃。关键词：Q350EW高铬耐候钢;高温热塑性;断口形貌;显微组织;析出相2|0|0更新时间：2025-05-09
产品研发
- 摘要：以06Cr18Ni11Ti钢高填充比电渣重熔铸锭为研究对象，通过建立瞬态电渣重熔过程的多相多物理场耦合模型，探究了熔速对电渣重熔过程中电磁、传热、流动及凝固行为的影响。结果表明，不同熔速下的电流路径基本一致，且存在明显的集肤效应，结晶器内部温度呈抛物线形分布，且温度梯度较大。随着熔速从5 kg/min增至7 kg/min，电流密度、洛伦兹力和焦耳热分别增加了16.2%、37.7%和63.3%；渣池最高温度从1 902 K上升至2 058 K；渣池内存在两对方向相反的涡旋，结晶器内的流动随熔速增大变得更加剧烈；在本文研究条件下，提高熔速会导致熔池深度增大、铸锭局部凝固时间延长；当熔速为5 kg/min时，局部凝固时间最短，熔池深度在结晶器直径的1/2~1/3，有助于保证铸锭良好的致密性和结晶质量。关键词：电渣重熔;熔速;高填充比;06Cr18Ni11Ti钢;凝固过程5|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：工业化实验生产不同稀土（Ce）含量的20MnTiB冷镦钢，通过实验观察和热力学计算，研究了在Ca处理的基础上，Ce对20MnTiB冷镦钢生产过程中夹杂物演变的影响。结果表明，经Ce处理后，大尺寸类球状Al2O3·MgO·CaO·CaS夹杂物被变质分解为1 μm左右类球状的CeAlO3·MgO·CaO·CaS夹杂物，2 μm左右不规则状的该类型夹杂物被变质球化。热轧后，0Ce试样盘条中夹杂物沿轧制方向拉长，夹杂物尺寸更大，形状愈发不规则，此外，还发现长条状MnS夹杂物。而在27Ce试样中，经Ce处理后w［S］降低40%，抑制了凝固过程中MnS夹杂物的形成，且经轧制后，盘条中夹杂物小尺寸、类球状的特性并未发生改变。热力学计算结果与实验结果相吻合。Ce处理后，大尺寸、不规则夹杂物的变质分解、小尺寸、不规则状夹杂物的变质球化以及MnS夹杂物的消失，避免了在冷镦过程中由于夹杂物不规则形貌引起的应力集中，从而有利于实验钢冷镦性能的提升。研究结果可为进一步开发新型稀土微合金化冷镦钢提供技术和理论支撑。关键词：20MnTiB冷镦钢;Ca处理;Ce处理;夹杂物演变;热力学计算201|2|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：使用2 t电渣重熔炉进行H13模具钢的制备。结合热力学计算、实验观察与统计分析，系统地研究了熔速为0.12 kg/s条件下H13模具钢在电渣锭中的夹杂物类型、尺寸、形貌以及分布规律。结果表明，H13模具钢中主要的夹杂物类型为MgO·Al2O3和球形的CaO·MgO·Al2O3。在电渣重熔过程中，MgO·Al2O3夹杂物会演变为MgO·Al2O3+CaO·Al2O3混合类型夹杂物或者CaO·MgO·Al2O3类夹杂物。同时，会有少量的S以各类夹杂物为形核质点进行析出，析出的成分主要为CaS，生成CaS包裹的CaO·MgO·Al2O3类夹杂物。在电渣锭中夹杂物尺寸主要以＜5 μm为主，5～＜10 μm的夹杂物较少，≥10 μm的夹杂物仅有少量存在。这与电极中夹杂物的分布类似，但总体的夹杂物数量有所减少。径向分布呈现先增加再减少的趋势，在二分之一半径附近出现夹杂物的富集。关键词：电渣重熔;H13模具钢;夹杂物类型;夹杂物分布503|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：针对帘线钢夹杂物控制，通常选择长时间软吹处理提高钢水洁净度，但会导致镁碳砖侵蚀加剧。通过工业生产试验，使用FEI Explorer 4自动扫描电镜，研究LF精炼结束后软吹时间对帘线钢盘条夹杂物成分、数量的影响；并采用贝卡标准评分和神户标准Max-T（ave）评分进行盘条夹杂物评价。结果表明，LF精炼结束后软吹时间45 min与软吹时间25 min生产工艺对比，盘条中尺寸大于3 μm的氧化物夹杂成分基本类似，夹杂物密度分别为135个/100 mm2、103个/100 mm2，LF精炼结束后软吹时间25 min工艺夹杂物数量密度略低。扩大对比试验数量，盘条贝卡标准评分和神户标准Max-T（ave）评分表明，LF精炼结束后软吹时间20~25 min的夹杂物控制并未变差或略有改善趋势。帘线钢中低熔点夹杂物的控制主要通过控制Al含量、精炼渣等工艺参数，而导致最终产品失效的夹杂物往往与内生夹杂物类型不一致，对于帘线钢而言，可以考虑降低LF精炼结束后软吹时间。关键词：帘线钢;LF精炼;软吹时间;夹杂物;Al2O3含量5|2|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为实现高级别管线用超低P焊丝EF3的批量稳定生产，对脱P的热力学条件和动力学条件研究，明确脱P的条件。通过铁水脱P、100 t转炉脱P、钢包脱P配合扒渣、二次LF精炼防回P工艺，配合低P合金，实现了超低P焊丝EF3的稳定生产。控制铁水w［Si］≤0.15%，造高碱度（R=6）的炉渣，可同时脱P、脱S，实现铁水w［P］≤0.020%、铁水w［S］≤0.005%；转炉终点温度在1 595～1 610 ℃，终渣碱度4.0左右，终渣中w［FeO］在23.0%～26.0%，可实现转炉出钢w［P］≤0.008%；采用钢包脱P，可实现钢水w［P］≤0.004%；钢包脱磷后配合扒渣工艺，扒渣前后基本不回P，采用二次LF精炼防增P，配合低P合金，增P量极少；从而可实现中间包钢水w［P］≤0.005%。关键词：超低P焊丝EF3;转炉;脱P;扒渣;P含量3|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：随着管线钢连铸板坯热送热装占比的升高，切割后的连铸板坯在相变、热应力以及温度的耦合作用下易形成质量缺陷，造成巨大的经济损失。以X70管线钢为研究对象，通过综合考虑材料热物性参数随温度的非线性变化及边界条件的设定，利用ABAQUS有限元分析软件对X70管线钢4 500 mm×2 300 mm×300 mm连铸板坯的单坯冷却过程进行热力耦合数值模拟分析。结果表明，铸坯重心平均散热速率为0.076 ℃/s，表面中心为0.084 ℃/s，表面与心部温差区间为100~210 ℃，并随着时间逐步减小。铸坯边部应力值为25 MPa，边部300 mm以内热应力大致相同，在200 MPa以内。结合温度场变化情况应尽量缩短切割到加热炉的时间，或增加保温措施以防止因热应力过大形成质量缺陷。关键词：连铸板坯;热力耦合;冷却;温度场;应力场;数值模拟2|0|0更新时间：2025-05-09
冶炼与凝固
- 摘要：分析了20 t电弧炉和炉外精炼（EAF+AOD+LF）相结合的冶炼工艺制备的2205双相不锈钢（/%：0.03C，1.00Si，2.00Mn，0.03P，0.02S，21.00~23.00Cr，4.50~6.50Ni，2.50~3.50Mo，0.08~0.20N）不同热加工加热温度和变形量对其冲击韧性的影响。试验结果表明，在相同加热温度（950、1 050、1 120 ℃），相同保温时间下（1.5 h），随着变形量的增大（25%、50%、75%），试验钢的晶粒得到较为充分的破碎，但是，过大的变形量造成两相分布不均匀（奥氏体和铁素体），钢中奥氏体含量逐渐降低，其冲击韧性呈现出先增加后减小的趋势；在相同变形量（25%、50%、75%），相同保温时间下（1.5 h），随着加热温度的升高（950、1 050、1 120 ℃），试验钢的晶粒明显粗化，奥氏体含量降低（57.32%→43.07%），由于奥氏体含量在50%左右时的冲击韧性最佳，其冲击韧性也表现出先增加后减小的规律。当加热温度为1 050 ℃，保温时间为1.5 h，变形量50%时试验钢的冲击韧性最佳，其室温、-10、-46 ℃的冲击功分别为299、132、85 J。关键词：2205双相不锈钢;加热温度;变形量;冲击韧性4|2|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：研究了淬火工艺对A514CrQ齿条钢组织演变及硬度的影响及机理。结果表明，经790 ℃/30 min水淬后得到粒状贝氏体+少量板条马氏体。经820~950 ℃/30 min水淬后得到全板条马氏体，且随淬火温度升高马氏体板条块宽度增大，硬度逐渐下降，得到820 ℃为最优淬火温度。在820 ℃保温1~5 min后水淬获得粒状贝氏体+板条马氏体组织，硬度较低；保温10~70 min后水淬获得全板条马氏体组织，且随保温时间延长马氏体板条块宽度增加，硬度逐渐下降并趋于持平，得到10 min为最优保温时间。经820 ℃/10 min空淬、油淬后均获得粒状贝氏体+板条马氏体/贝氏体组织，且油淬的马氏体/贝氏体含量更高。这导致空淬的硬度最低，油淬的居中，水淬的硬度最大。在双次循环淬火过程中，二次淬火介质决定了最终组织，且以水为一次淬火介质可更有效细化马氏体/贝氏体板条块。820 ℃/10 min水淬+820 ℃/10 min水淬的马氏体板条块最细小，硬度最高，可作为该齿条钢的优选淬火工艺。关键词：A514CrQ齿条钢;淬火工艺;组织演变;硬度4|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：对轧制态430F铁素体不锈钢进行锻造及不同的锻后热处理工艺。通过对热处理后试验钢的金相组织、显微硬度、拉伸性能、断口分析等的研究探索了不同热处理工艺对锻后430F不锈钢组织与性能的影响。研究表明，430F不锈钢经锻造后进行850 ℃×4 h高温退火，随炉冷却到550 ℃出炉空冷，然后再进行350 ℃×10 h回火后炉冷，其组织由铁素体单相组成，基体内分布着大量细小且均匀的球状碳化物，沿晶界析出的σ相数量较少。试验钢的抗拉强度为516 MPa，硬度为181HV，伸长率达到29.9%，其断口表面存在数量较多、形态规整的韧窝，试验钢具有良好的塑性和韧性。关键词：锻造;热处理;430F不锈钢;显微组织;力学性能2|1|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：为了使新开发的Fe-C-Cr-Ni-Mo-Co-Al复合析出强化型超高强度钢实现较好的强韧性匹配，本研究深入探讨了双时效工艺对实验钢组织演化和力学性能的作用机制，确定最优的时效工艺参数，以达到优异的强度与韧性。研究结果表明，正常时效工艺，实验钢具有较高的抗拉强度（1 924 MPa），但是屈服强度和韧性较差。双时效工艺（570 ℃×0.5 h+480 ℃×20 h）可以使钢的强度和韧性达到良好的匹配，经优化的双时效工艺后，抗拉强度仅下降42 MPa的情况下，屈服强度提高了224 MPa，冲击功提高了77%，其中，冲击功的误差为±0.5 J。组织表征与理论计算结果表明，析出强化相及逆转变奥氏体的含量对实验钢的强韧性起决定性作用，高温预时效有利于钢中奥氏体和二次硬化析出相的形核长大，逆转变奥氏体的形成有助于提升实验钢的冲击功，但奥氏体含量过高会显著降低钢的强度。当在610 ℃持续时效处理，沉淀相粗化和马氏体组织回复会导致强度和韧性降低。关键词：复合析出强化型超高强度钢;双时效工艺;强韧性;动力学计算4|3|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：通过向普通310S不锈钢中添加3%Al制得3Al-310S耐热不锈钢，试验钢经过不同固溶工艺处理后，采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及室温拉伸性能测试，研究固溶工艺对3Al-310S耐热钢显微组织和力学性能的影响规律。结果表明，3Al-310S耐热钢基体组织为奥氏体，随着固溶时间的增加和固溶温度的提高，3Al-310S耐热钢的晶粒尺寸逐渐增大；同时相对应的3Al-310S板材的硬度和抗拉强度逐渐降低，伸长率逐渐提高，当固溶温度为1 000 ℃，固溶时间为10 min时，试验钢的抗拉强度达618.75 MPa，伸长率为33.80%。关键词：3Al-310S耐热钢;固溶工艺;显微组织;力学性能3|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜分析及力学试验、腐蚀试验等，分析了热轧态和正火态Gr.6钢管组织形貌、低温性能及耐腐蚀性能。结果表明，研制的低温无缝钢管Gr.6热轧态及正火态低温力学性能及抗腐蚀性能满足标准要求，热轧态显微组织为珠光体+铁素体，晶粒均匀细小，但带状组织明显。析出相以TiN颗粒为主，在-60 ℃发生韧脆转变，经过900 ℃正火热处理后，晶粒更为细小，晶粒度达到10级以上，正火态试样大角度晶界差比例高于热轧态，大角度界面密度也有所增加。析出相主要为TiN+少量的VN颗粒，且在-80 ℃仍未发生韧脆转变。通过快、慢极化扫描速率的极化试验研究了材料的腐蚀行为。腐蚀试验表明，正火态试样在电化学模拟溶液中应力腐蚀敏感性较小，而热轧态试样的应力腐蚀敏感性较大。因此，正火态相比热轧态电化学腐蚀性能更优，适合更加苛刻的腐蚀环境。关键词：耐低温;耐酸性腐蚀;韧脆转变;电化学腐蚀;无缝钢管Gr.66|0|0更新时间：2025-05-09
- 摘要：使用热膨胀相变仪和冲击试验机测定了含0.8%Ni和不含Ni的新型热作模具钢QDH的连续冷却转变曲线（CCT曲线）和冲击功曲线，并结合组织及硬度分析了Ni元素对QDH钢连续转变规律与冲击功的影响。热膨胀曲线测试结果表明，Ni元素可显著降低QDH钢的临界相变点（Ac1、Ac3及Ms），扩大奥氏体相区，使CCT曲线整体右移，珠光体临界冷速由0.03 ℃/s降低至0.02 ℃/s以下，马氏体的临界冷速由0.4 ℃/s降低至0.2 ℃/s，提高了钢的淬透性。冲击功曲线测试结果表明，两种实验钢均在350~500 ℃和550~620 ℃两个回火温度区间，分别出现第一类回火脆性和第二类回火脆性，其中，含Ni钢在整个回火温度区间内的冲击功均高于不含Ni钢，说明Ni元素提高QDH钢淬透性的同时也可提高其韧性。关键词：镍;热作模具钢;CCT曲线;淬透性;冲击吸收功358|0|0更新时间：2025-05-09
形变与相变
- 摘要：为深入探究稀土（La/Ce）对20CrMnTi齿轮钢中夹杂物和疲劳性能的影响，采取多种分析测试方法对20CrMnTi和加入0.002 7%稀土处理后的20CrMnTi-RE齿轮钢中的夹杂物进行分析和表征，并进行超高周疲劳试验，对比分析疲劳性能变化。结果表明，稀土可与齿轮钢中的O反应，形成稀土氧化物，并与其他CaS、MgAl2O4等夹杂物复合共生，成为TiN的形核核心，由CaS-MgAl2O4-（MnS）-TiN的复合相转变为CaS-MgAl2O4-（MnS）-RE2O3-TiN复合相。加入稀土后，20CrMnTi钢中夹杂物数量显著降低，尺寸＞30 μm的夹杂物基本消失。此外，稀土改善了齿轮钢的抗疲劳性能，在107周次，50%的失效概率条件下，加稀土的齿轮钢的疲劳极限比未加稀土的齿轮钢高26.6 MPa，具有更优的抗疲劳性能。关键词：20CrMnTi齿轮钢;稀土;夹杂物变性;疲劳性能207|3|0更新时间：2025-05-09
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