最新刊期
      2026年第47卷第4期
      整期导读

        产品研发

      • CrNiMoAlTi系沉淀硬化不锈钢真空自耗工艺模拟及应用实践

        苏瑞平, 丁毅, 龚志华
        2026, 47(4): 1-9. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N260013
        摘要：利用Meltflow-VAR软件对CrNiMoAlTi系沉淀硬化不锈钢的真空自耗过程进行了数值模拟，研究了不同的熔速、氦气压强、补缩工艺对真空自耗过程中熔池形貌、铸锭黑斑缺陷形成倾向的影响规律，同时，对夹杂物进行了统计分析。结果表明，随着熔速增加，熔池形貌从浅平“U”型向较深“V”型转变，糊状区也随着熔速增加而增加，在熔速为5.0 kg/min，心部的黑斑形成倾向最小且有利于夹杂物上浮。氦气层的传热效率随着氦气压强增加而增加，在氦气压强为300 Pa，熔池的深径比最小有利于传热，降低元素偏析的风险，且能够显著改善铸锭的黑斑形成倾向。补缩阶段熔速降低速率设定为0.03 kg/min最佳，能够增加补缩端冷却速率，改善铸锭的黑斑形成倾向。经过真空+自耗冶炼工序，铸锭中心TiN夹杂总数量少于铸锭边缘区域，铸锭头部夹杂物总数量要多于铸锭尾部，在铸锭各个部位未见25 μm以上夹杂，各类夹杂评级都≤0.5级。  
        关键词：沉淀硬化不锈钢;真空自耗;数值模拟;黑斑;夹杂物   
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        更新时间：2026-07-14

      • 成分调控与轧制工艺对高强度焊丝钢组织及性能的影响

        聂志水, 杨敏超, 张付祥, 刘颖, 陈良勇, 李宁
        2026, 47(4): 10-17. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N260014
        摘要：针对ER55-D2-Ti高强度焊丝钢ϕ5.5 mm线材在拉拔过程中因抗拉强度偏高导致的断裂问题，在全废钢电弧炉冶炼条件下，系统开展了残余元素精细化控制、钢水纯净度提升及控轧控冷工艺协同优化研究。通过建立废钢配料控制模型并优化精炼与RH真空脱气工艺，将Sn、As、Sb成分（质量分数）分别控制到≤0.035%、≤0.004 0%、≤0.002 0%，钢水w［O］降至15×10-6以内，A类夹杂物控制在≤0.5级，同时通过调节在线冷却强度进而收窄吐丝温度至800~815 ℃，并降低风冷线冷却速率，延长铁素体相变过程时间。工艺协同优化后焊丝钢显微组织转变为铁素体+粒状贝氏体双相组织，铁素体体积分数由约10%提高至40%左右，晶粒明显细化。线材抗拉强度平均降低115 MPa，同圈强度极差由93 MPa降至50 MPa以内，改善和提升了焊丝钢线材的拉拔性能，拉拔断丝现象显著减少，焊接飞溅率由4.78%降低至1.33%。研究表明，通过成分调控、纯净度提升与控轧控冷工艺的协同调节，可实现高强度焊丝钢组织与性能的协调优化，为全废钢冶炼条件下焊丝钢稳定生产与质量提升提供了有效技术路径。  
        关键词：高强度焊丝钢;残余元素;控轧控冷;吐丝温度;抗拉强度;强度均匀性;拉拔性能   
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        更新时间：2026-07-14

      • 8.8级贝氏体非调质紧固件用钢盐浴盘条QM1020的研制

        崔贵博, 侯建伟, 左锦中, 刘金庆, 邹剑勋, 戴畅
        2026, 47(4): 18-22. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250557
        摘要：基于国内首套实现工业化应用的在线盐浴等温热处理装备，通过系统性成分优化设计、纯净钢冶炼技术以及控轧工艺的协同创新，并结合盐浴设备精准控温的独特优势，成功开发出高性能QM1020非调质紧固件用钢盘条。其生产工艺关键为热吐丝后的盘条进入设计好盐温的在线盐浴等温热处理设备，配合斯太尔摩风冷线进行协同冷却，实现相变组织的精确调控，确保盘条组织以贝氏体为主。首次生产ϕ7 mm规格的QM1020盐浴盘条，经420 ℃在线盐浴等温热处理后，较采用常规斯太尔摩工艺生产的盘条综合性能实现大幅跃升。其抗拉强度均值达到775 MPa，断面收缩率均值达到76%，展现出优异的塑韧性，盘条1/6冷顶锻无开裂。进一步地对ϕ7 mm规格的QM1020盐浴盘条进行29%减面率的拉拔加工后，生产的钢丝仍兼具高强度和优良的冷变形能力，用户可直接冷镦生产带法兰螺栓，生产的螺栓经检测完全满足8.8级高强紧固件的力学性能标准。  
        关键词：非调质紧固件用钢;贝氏体;在线盐浴;力学性能   
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        更新时间：2026-07-14

        冶炼与凝固

      • 含铝灰精炼渣的组分对MgO耐火材料的侵蚀行为

        冯远超, 翟敏莉, 翟靖涵, 贾皓程, 朴语蝶, 杨杰, 孔令种
        2026, 47(4): 23-33. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N260034
        摘要：为探究CaO-SiO2-Al2O3-MgO系精炼渣中的铝灰添加量对MgO耐火材料侵蚀行为的影响，在实验室条件下研究了MgO耐火材料在熔渣中的化学侵蚀行为和熔渣在耐火材料中的渗透行为，测定了不同铝灰添加量的精炼渣与MgO耐火材料反应后熔渣的成分变化，并利用XRD、SEM-EDS等方法深入分析了MgO耐火材料的侵蚀机理。结果表明，随着精炼渣中铝灰的增加，炉渣与MgO耐火材料中的界面化学反应更加剧烈，对耐火材料造成更严重的化学侵蚀与物理渗透。在反应初期，添加10%的铝灰后，精炼渣与MgO耐火材料反应优先生成大量Ca3Al2O6相和MgO·Al2O3尖晶石。随着铝灰的继续添加，低熔点物相Ca2Al2SiO7与CaMgSiO4逐渐生成，促进了液渣渗透进入耐火材料内部，增大了固液反应面积，进而加剧了耐火材料的侵蚀。随着铝灰添加量的增加，炉渣的黏度从0.229 Pa⋅s下降至0.187 Pa⋅s，渣中Mg2+的扩散系数从3.01×10-8 cm2/s增加至3.06×10-8 cm2/s，也增强了熔渣对MgO耐火材料的侵蚀。  
        关键词：铝灰;精炼渣;MgO耐火材料;黏度;扩散系数   
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        更新时间：2026-07-14

      • 稀土Ce与Y改性对34CrNi3Mo钢夹杂物特征的影响

        贾广如, 周欣然, 唐志峰, 雷鸣, 周东杰, 赵博
        2026, 47(4): 34-41. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N260033
        摘要：34CrNi3Mo钢广泛应用于航空航天和高端装备领域，其服役可靠性与非金属夹杂物的类型、尺寸及分布有明显相关性。为明确不同稀土元素对该钢夹杂物演化行为的影响，采用30 kg真空感应炉冶炼制备了不同添加量的试验钢（w［Ce］0.000 5%~0.002 0%、w［Y］0.000 3%~0.003 4%），并通过SEM-EDS和Aspex系统对夹杂物的形貌、成分、数量密度及尺寸分布进行了系统表征。结果表明：原始钢中夹杂物以复合氧化物和MnS为主，伴有一定量Al2O3和TiN。加入Ce后，夹杂物以CeAlO3类稀土铝酸盐为主体，并逐渐生成少量稀土氧硫化物和硫化物；加入Y后，随含量升高稀土铝酸盐比例有所降低，Y2O2S、Y2S3等硫氧化复合夹杂物逐渐增多。少量Ce、Y均能显著细化夹杂物，使其尺寸主要集中在0.5~2 μm；与空白钢（平均尺寸1.36 μm、数量密度约108个/mm²）相比，钢中夹杂物的平均尺寸和数量密度均明显降低。低含量稀土对Al2O3和TiN夹杂物具有显著抑制作用，但MnS夹杂物比例随稀土含量呈先升后降的波动变化，对MnS生成的抑制作用有限。Ce和Y在细化夹杂物和降低数量密度方面具有相似作用，但在改性产物类型上存在明显差异，研究结果为34CrNi3Mo钢稀土元素的选择与加料优化提供了理论依据。  
        关键词：稀土Ce;稀土Y;夹杂物;稀土处理;34CrNi3Mo钢;改性产物   
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        更新时间：2026-07-14

      • Ce对Q355钢液中氧化物夹杂行为的影响

        王飞, 牛金泓, 张涛, 吴有超, 高浩天, 景环涛, 崔建瑞
        2026, 47(4): 42-48. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250584
        摘要：为提高海上风电用Q355钢的性能，需进一步提升钢材的洁净度，减少氧化物夹杂。本研究基于液桥理论，发现夹杂物与钢液的接触角θ和临界聚合间距dC呈正相关，且直径10 μm夹杂物的dC=0.022θ-2.33（μm）；并且临界聚合间距dC的大小顺序为：CeO2>Ce2O3>CaO>MgO>Al2O3>CeAlO3。结合热力学计算，当Q355钢中w［Al］=0.03%，且w［Ce］＞0.000 5%时，Al2O3夹杂表面可形成CeOₓ层，其临界聚合间距增大，促进聚合长大，加速上浮，可进一步提高钢液的洁净度。本研究采用4炉80 t Q355钢液Ce处理实验验证上述分析。实验结果表明，经Ce处理的钢中w［T.O］和氧化物夹杂尺寸显著减小。当钢液加Ce量小于0.1 kg/t时，随着加Ce量的增加，氧化物夹杂尺寸减小、总量减少，其表面CeOx层逐渐增厚；当加Ce量增至0.15 kg/t时，氧化物夹杂的密度偏大，影响其上浮，导致钢中残留氧化物夹杂总量增加。  
        关键词：液桥理论;Ce处理;氧化物夹杂;聚合   
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        更新时间：2026-07-14

      • 浸渍管管径比对RH精炼效果影响的数值模拟

        李博澍, 赵巍
        2026, 47(4): 49-54. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N260008
        摘要：为提高RH真空精炼装置效率，建立包含真空室、浸渍管、钢包的150 tRH真空精炼装置的物理模型，采用欧拉-欧拉方法进行数值模拟，研究了不同下降管、上升管管径比的RH装置对循环精炼效果的影响。分析了不同管径比（1~1.4）下各位置流速、主截面流场、对钢包底部搅动效果、循环流量、均混时间。结果表明，增大下降管管径可提升循环流量（390~492 kg/s），均混时间减少（286~269 s），钢包内流场向两浸渍管间区域集中，真空室流场有所改善，钢包底部钢液活跃区域占比降低（39%~19%）。综合考虑，下降管与上升管管径比为1.2时效果最优，可兼顾循环流量提升与良好的钢液搅动能力。  
        关键词：RH真空精炼;浸渍管结构;钢液流场;搅动效果   
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        更新时间：2026-07-14

      • 5流连铸中间包挡墙优化设计及工业应用

        李大明, 翟万里, 石可伟, 陈事, 王亚栋
        2026, 47(4): 55-59. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250572
        摘要：针对淮钢5流中间包流场不均导致夹杂物去除效率低、温度波动大的问题，对中间包挡墙进行重新设计。相较于原方案，挡墙整体外形保持不变，重点对导流孔的位置、孔径及倾角进行优化。经 CFD 仿真与工业试验验证：通过侧开导流孔、缩小孔径、提高倾角，第3流的响应时间延长89.1 s，峰值时间延长160.3 s，平均停留时间延长179.9 s，死区体积占比降低19.7%。流场参数的改善延长了夹杂物的上浮路径与停留时间，提升了夹杂物去除能力；依托更均匀的流场分布，第1与第3流的实际温差由3～5 ℃降至0～2 ℃，验证了流场均匀性对传热过程的调控作用。在轴承钢等难浇钢种的生产中，优化方案下第3流塞棒的波动幅度显著降低，优特钢轧材的夹杂物检验合格率由95%提升至98%，证实流场优化具备工业级稳定性，对提升钢液洁净度具有重要意义。  
        关键词：连铸中间包;挡墙优化;流场模拟;停留时间分布;夹杂物   
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        更新时间：2026-07-14

      • 中间包通道外展角度对感应加热磁场的影响

        刘博文, 赵巍
        2026, 47(4): 60-66. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N260012
        摘要：为优化中间包感应加热系统，研究通道外展角度对电磁场分布的影响规律。以某钢厂二流大水口间距（5 550 mm）中间包为对象，建立三维电磁场数学模型，模拟了通道外展角度在2°~10°变化时，磁感应强度、感应电流密度及焦耳热的分布特性。计算结果表明，在相同加热功率下，随着外展角度增大，通道几何位置相对于线圈发生偏移，导致磁感应强度、电流密度与焦耳热均呈下降趋势，且此衰减在通道出口区域最为显著，表明磁场能量损失主要集中于通道后半段。磁场在通道中心截面上呈稳定的偏心分布，靠近线圈侧区域的电磁参数更高。综合分析确定，2°外展角为最佳设计参数，此角度下近线圈侧磁感应强度可达到0.188 T，整体感应电流密度均高于1.70×10⁶ A/m²。因此，在实际工程设计中，推荐优先采用2°或邻近的小外展角度，以最大化电磁耦合效率，提升加热性能。  
        关键词：中间包;感应加热;通道角度;电磁场;数值模拟   
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        更新时间：2026-07-14

      • 大型N08120镍基合金铸锭的凝固组织及偏析倾向分析

        刘煜, 张晓慢, 徐文亮
        2026, 47(4): 67-73. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250610
        摘要：高端装备的大型化需求对镍基耐蚀合金大型铸锭的组织及偏析控制提出更为严苛的要求。本研究针对N08120合金20 t扁锭，利用金相显微镜、扫描电镜及电子探针等测试方法，开展了铸锭凝固组织及成分偏析倾向的分析，以期为工业生产评估大型镍基合金铸锭凝固质量，制定均匀化热处理工艺等提供指导。结果表明，铸锭细晶区和柱状晶区厚度分别约为5、116 mm，铸锭沿厚度方向无明显宏观成分偏析。从铸锭表层向铸锭中心过渡，枝晶形貌和二次枝晶臂间距（SDAS）均有显著变化，表层枝晶更为细小，柱状晶区枝晶干长度增加且有一定方向性，而中心等轴晶区枝晶粗大并失去方向性，SDAS从96 μm单调增至383 μm。枝晶间Cr、Nb、Mo为正偏析元素，C为负偏析元素，Ni和Fe无明显偏析倾向，偏析程度随位置从表层向铸锭心部逐渐增加，Nb的偏析会导致含Nb第二相析出。  
        关键词：镍基合金;耐蚀合金;凝固组织;枝晶形貌;枝晶偏析   
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        更新时间：2026-07-14

        形变与相变

      • 超高强冷轧双相钢的临界区退火工艺探讨

        何金光, 胡国贤, 肖月华, 李壮, 李涛, 杜文晶, 李秋阳
        2026, 47(4): 74-79. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250597
        摘要：针对超高强冷轧双相钢化学成分（质量分数/%）0.220C，0.470Si，2.500Mn，0.410Cr，0.050Al，0.020Nb，在连续退火热模拟试验机上采用临界区退火实验，以验证退火工艺对组织及机械性能的影响。结果表明，实验钢经临界区退火后，得到铁素体+马氏体双相组织。马氏体造成双相钢的高强度。在退火过程中有碳化物析出，造成沉淀强化。钢中存在残余奥氏体，有助于双相钢在具有高强度的同时，保持足够的塑性。在临界区温度退火，随着退火时间延长，实验钢进入奥氏体长大的平衡阶段，抗拉强度逐渐升高，伸长率逐渐降低。保温时间超过180 s后，开始趋于稳定。820 ℃保温180 s时，实验钢抗拉强度为1 350 MPa、屈服强度为745 MPa、屈强比为0.55、伸长率为8%、强塑积为10 800 MPa·%，获得了综合性能良好的超高强冷轧双相钢。  
        关键词：超高强双相钢;临界区退火;保温时间;马氏体岛   
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        更新时间：2026-07-14

      • 热锻加热温度与时间对20CrMnTi渗碳晶粒度的影响

        李博鹏, 刘林凤, 柳萍, 贾涛, 王震
        2026, 47(4): 80-86. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250525
        摘要：通过研究20CrMnTi钢在不同锻造加热工艺下的锻后冷却相变与析出行为、经等温正火与伪渗碳后的原奥氏体晶粒形貌。结果表明，对于常规热轧棒料，在1220 ℃加热保温2、3、5、10 min的锻造加热工艺下，渗碳后均可获得正常原奥氏体晶粒形貌；采用“1 000 ℃×2 h均匀化处理、950 ℃形变后在700 ℃炉冷到室温”使热轧棒料中（Nb， Ti）C充分析出，在1 220 ℃锻造加热的时间需不低于5 min，经同样等温正火和渗碳后可避免原奥氏体混晶缺陷。不同成分实验钢表面钛减量化的设计下，通过锻造前加热温度和时间确保微合金碳氮化物的充分回溶，同样可以达到960 ℃伪渗碳不混晶。避免热轧棒料中微合金碳氮化物的过量析出，可以减轻下游锻造厂锻造加热时微合金碳氮化物回溶所需的温度和时间。  
        关键词：20CrMnTi钢;热锻;等温正火;伪渗碳;原奥氏体晶粒   
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        更新时间：2026-07-14

      • 退火工艺对Haynes 282高温合金丝材组织及性能的影响

        王建桥, 何钦生, 李方, 张十庆, 李泳涛, 王彪, 赵振, 唐远寿, 黄敏, 王宏, 邹兴政, 李昊, 罗康序
        2026, 47(4): 87-95. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250587
        摘要：高温密封用丝材的退火工艺是产品设计中极为重要的参数。针对直径ϕ0.9 mm的基线密封用Haynes 282合金丝材坯料，通过光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸、硬度测试研究了冷拉减面率和退火工艺对丝材强度、工艺性能和微观组织的影响；对不同冷拉减面率-退火后的平均晶粒尺寸进行了拟合分析。结果表明，不同工艺退火后，合金的晶粒尺寸和硬度呈反比趋势，随着退火时温度升高或时间延长，合金晶粒尺寸增大，硬度下降；减面率增加导致加工硬化，冷拉减面率-抗拉强度呈线性关系，显微组织完全纤维化时（冷拉减面率69.14%），抗拉强度高达1 805 MPa；Haynes 282合金丝材在低减面率区间（10.80%~39.51%）和减面率为62.65%时，由于变形不均匀，退火后存在晶粒异常长大，性能下降的现象。综合实测结果和拟合分析，最终确定最佳退火工艺参数为1 140 ℃保温45 min，且退火前的冷拔减面率控制在45.60%~55.56%，可以获得组织稳定，强度-塑性匹配性最佳的成品丝材。  
        关键词：Haynes 282;高温密封、冷拔减面率;退火工艺;再结晶   
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        更新时间：2026-07-14

      • Al含量对耐蚀钢相变规律和高温力学性能的影响

        孙继鸿, 刘志伟, 王刚, 刘志众, 佟欣儒, 张瑞琦, 孙傲
        2026, 47(4): 96-102. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N260016
        摘要：以含Al耐蚀钢为研究对象，研究了不同冷却速度和温度下的微观组织、硬度及强塑性性能的变化规律。含Al耐蚀钢采用可逆式轧机轧制并进行连续冷却转变（CCT）试验和高温拉伸试验。结果表明，Al对耐蚀钢的组织演变有显著影响，随着Al含量的增加，铁素体相区扩大，贝氏体相区出现温度降低，且冷却速度对组织形态的影响更为明显。硬度测试显示，随着冷却速度的增加，硬度显著提升，尤其在发生贝氏体转变，形成贝氏体组织时耐蚀钢硬度增幅明显，当含Al耐蚀钢w［Al］为0.5%时，硬度高于w［Al］为1.0 %，且1 300 ℃时最大力值为21.9 kgf，高温强塑性更优。强塑性试验揭示了两种钢材在不同温度下的力学行为差异，尤其是脆性温度区间的控制对于工业生产至关重要。通过微观断口分析，进一步明确了不同温度下材料的断裂机制。本研究为含铝耐蚀钢的应用提供了理论依据和技术支持。  
        关键词：Al含量;高温性能;相变行为;显微组织   
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        更新时间：2026-07-14

      • 非调质钢36MnVS4连杆胀断缺陷分析及控锻控冷工艺试验

        鲜奋强, 王磊英, 蒋波, 李明林
        2026, 47(4): 103-108. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250565
        摘要：36MnVS4钢是新一代中碳微合金胀断连杆用非调质钢，此钢通过V微合金化设计及控N设计，使连杆具有优良的综合机械性能，从而广泛应用于乘用车发动机连杆的制造。但是非调质胀断连杆在其生产过程中，往往存在连杆胀断不平齐或掉渣等典型连杆胀断缺陷，严重影响连杆胀断后的组装质量及连杆使用性能，尤其在36MnVS4钢连杆生产过程中，此问题更为突出。为此，对36MnVS4钢连杆胀断缺陷进行系统检验分析与研究，并提出36MnVS4钢胀断连杆控锻控冷工艺优化与调控技术。确立了36MnVS4钢连杆最佳控锻控冷工艺，工艺参数执行，660 ℃以上快冷以抑制铁素体的析出，660 ℃以下缓冷以得到粗片层珠光体，保证连杆硬度指标合格的同时又兼具良好的胀断性能。  
        关键词：非调质钢;胀断缺陷;控锻控冷;微合金化   
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        更新时间：2026-07-14

      • 回火工艺对110 ksi钢级厚壁钢管组织和硬度的影响

        王正, 王健, 陈丽, 扈立
        2026, 47(4): 109-114. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250586
        摘要：通过研究不同回火温度及保温时间对淬火后壁厚外侧为马氏体（M）组织、壁厚中间部位为马氏体+贝氏体（M+B）组织的厚壁抗硫套管钢显微组织和硬度的影响。结果表明，回火温度区间为695~720 ℃时，由于显微组织差异导致的洛氏硬度波动为0.8~1HRC。随回火保温时间延长，两种组织洛氏硬度均呈下降趋势，但在保温时间为75~85 min时，两种组织均出现明显二次硬化现象。对不同回火工艺试样显微组织观察发现，马氏体组织固溶碳含量较高，回火过程中碳原子脱溶析出导致硬度衰减相对较快，回火稳定性较差。但较高的固溶碳含量增加了碳化钒（VC）微合金析出相的百分比，由此产生的二次硬化现象补偿了碳脱溶导致的硬度衰减。因此，实际生产过程中应尽量获得均匀一致的显微组织，以减小钢管壁厚范围内硬度波动。同时，回火处理应避开二次硬化区间，使洛氏硬度满足抗硫管材机械性能要求。  
        关键词：显微组织;回火;厚壁;微合金化;硬度波动   
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        更新时间：2026-07-14

        应用与服役

      • 焊接工艺对FH420钢疲劳性能的影响

        刘观猷, 葛亮, 李良, 韩永典
        2026, 47(4): 115-122. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250509
        摘要：试验用80 mm厚FH420钢经过二氧化碳气体保护焊（热输入7 kJ/cm）和单（热输入24 kJ/cm）、双埋弧焊（热输入38 kJ/cm）焊接，形成三种焊接接头，对其1/4厚度处的母材、热影响区和焊缝进行微观形貌观察和硬度测试，并进行不同应力水平下的高周疲劳试验。结果表明，随着热输入的增加，细晶热影响区的珠光体和铁素体尺寸增加，粗晶热影响区的粒状贝氏体含量降低、铁素体含量增加，焊缝区的针状铁素体含量减少、先共析铁素体含量增加，疲劳结果和断口分析表明，三种钢的疲劳性能与焊接热输入引起的组织演变相关性不明显，由于失效位置绝大部分位于母材，三种接头的疲劳S-N曲线接近，较低应力下二氧化碳气体保护焊的未熔合缺陷可能成为疲劳裂纹萌生点，造成接头疲劳性能下降。  
        关键词：FH420钢;高周疲劳;焊接接头;微观组织;断口分析   
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        更新时间：2026-07-14

      • 针阀体用材18Cr2Ni2，2Cr13和H13摩擦磨损性能的对比

        董晓露, 钱进, 郭鑫, 杨梁, 王康, 朱丽慧
        2026, 47(4): 123-130. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250605
        摘要：为满足柴油机喷油器更大喷射压力、更高工作温度的要求，寻找能替代18Cr2Ni2的新一代针阀体用材迫在眉睫。选取经渗碳处理的18Cr2Ni2钢、2Cr13钢和H13钢，在柴油介质中分别与M2高速钢对磨，进行摩擦磨损试验。通过比较摩擦因数和耐磨性，分析磨损机理，探讨2Cr13钢和H13钢替代18Cr2Ni2作为新一代针阀体用材的可能性。结果表明，18Cr2Ni2钢、2Cr13钢和H13钢与M2高速钢在柴油中对磨时的平均摩擦因数分别为0.111、0.122、0.132。2Cr13钢和H13钢的磨损率分别只有18Cr2Ni2钢的67%和55%。18Cr2Ni2钢的磨损率最大，主要是由于18Cr2Ni2钢的硬度低造成磨粒磨损严重。此外，18Cr2Ni2钢渗碳层硬度梯度过陡，一定程度加剧了疲劳磨损。三者之中，H13钢的耐磨性最好，这主要得益于H13钢高的硬度、合适的渗碳层深度以及硬度梯度。2Cr13钢渗碳层的硬度和心部硬度均低于H13，导致磨粒磨损大于H13钢。同时，2Cr13钢的渗碳层较浅，易引起表层大面积的剥落，疲劳磨损进一步恶化。仅从耐磨性的角度考虑，H13钢是替代18Cr2Ni2针阀体用材较好的材料。  
        关键词：针阀体;18Cr2Ni2钢;2Cr13钢;H13钢;摩擦因数;耐磨性   
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        更新时间：2026-07-14

      • 40CrNiMoA合金结构钢奥氏体晶粒长大行为

        周民, 古佐鸿, 刘明, 谭光耀, 冉蓉
        2026, 47(4): 131-136. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N250578
        摘要：奥氏体晶粒尺寸是影响40CrNiMoA合金结构钢强度和韧性的重要因素。为充分挖掘40CrNiMoA钢的性能潜力，有必要从奥氏体化阶段研究其晶粒演变行为。利用高温激光共聚焦显微镜，研究了加热温度和保温时间对40CrNiMoA钢奥氏体晶粒长大行为的影响规律，进一步建立了奥氏体晶粒长大模型。结果表明，随着加热温度的升高或者保温时间的延长，40CrNiMoA钢的奥氏体平均晶粒尺寸呈持续长大趋势。建立了描述40CrNiMoA钢奥氏体晶粒长大行为的Beck、Hillert和Sellars模型。拟合结果表明：Beck模型的预测值在低加热温度时低于实测值、高加热温度时高于实测值，Hillert模型的预测值显著高于实测值，而Sellars模型则具有良好的拟合效果，可为实际生产中制定40CrNiMoA钢的加热工艺提供依据。  
        关键词：40CrNiMoA;合金结构钢;原位观察;奥氏体晶粒;晶粒长大模型   
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        更新时间：2026-07-14

      • 真空脱气连铸G20CrNi2Mo钢的冶金质量与接触疲劳寿命分析

        王春阳, 尹青, 俞峰, 刘吉刚, 华刘开, 曹文全
        2026, 47(4): 137-144. DOI: 10.20057/j.1003-8620.N260081
        摘要：G20CrNi2Mo钢经渗碳和淬回火热处理后具有表面高硬度、高耐磨及心部高韧性的特性，常应用于铁路货车轴承等高载荷、高冲击、高耐磨工况，对材料的冶金质量与接触疲劳寿命提出了极高的要求。本研究针对真空脱气+连铸工艺生产的ϕ60 mm的G20CrNi2Mo钢棒，开展冶金质量评价与接触疲劳寿命分析。结果表明，真空脱气连铸G20CrNi2Mo钢的成分控制合理，C、Cr、Ni、Mo等关键元素的统计均匀度均高于97%，保证了组织与硬度的一致性；钢中w［O］为0.000 6%，Al系夹杂物＞5 μm的比例小于10%；钢材的一般疏松、中心疏松及锭型偏析均为0.5级，未发现其他低倍缺陷。非金属夹杂物级别和低倍组织均符合GB/T 3203—2016高级优质钢的合格级别。钢材渗碳热处理后形成了合理的硬度梯度与硬化层，淬透性良好。冶金质量的控制优良使得钢材获得超高接触疲劳寿命与稳定性。采用威布尔分布处理钢材接触疲劳试验的数据得到，真空脱气连铸钢的额定疲劳寿命L10为7.97×107次，中值寿命L50为1.33×108次，斜率参数b为3.67。  
        关键词：真空脱气连铸;G20CrNi2Mo钢;冶金质量;接触疲劳寿命   
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        更新时间：2026-07-14
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