2014年, 第26卷, 第8期　刊出日期：2014-08-15

  

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综合论述
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  钢铁冶金过程脱铜方法研究的发展和现状

  朱立全，胡晓军，姜平国，周国治

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 1-7. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130385

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  随着废钢积累和在炼钢过程的循环利用，钢中Cu含量不断增高，影响钢铁产品质量，严重制约了废钢的利用。因此，需要在冶金过程中将Cu尽可能脱除。然而，Cu的热力学性质决定了冶金过程的氧化和还原精炼难以将Cu从铁液或钢液中去除。在分析总结现有各种脱铜方法的基础上，提出了一种基于选择性氯化和挥发的新方法，其要点为：首先使铁水或钢液中的Cu部分氧化进入熔渣，然后通过熔渣中Fe和Cu的选择性氯化和挥发反应，最终Cu以高挥发性的氯化物形式得到脱除。目前的研究表明该方法理论上可行，初步的试验结果也证实可有效地进行Cu，Fe的分离，渣系的氧化性和组成对脱铜过程有重要的影响。
冶炼与加工
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  基于神经网络预测模型的高炉喷煤操作模式优化

  崔桂梅，胡登飞，马祥

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 8-12. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130265

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  针对高炉冶炼过程中喷煤量通常根据炉长经验总结而出、过程建模困难、生产过程工艺指标波动较大的问题，提出了一种喷煤量操作模式匹配的智能优化方法。该方法以高炉喷煤量为研究对象，以某钢厂高炉大量的实际工业运行数据为基础，首先对不可实时检测变量［Si］含量建立了BP神经网络预测模型，以对当前［Si］含量进行预测；然后基于专家标准挑选出优良模式集，采用模糊C均值聚类的方法对优良模式集进行分类；最后以综合工艺指标评判为前提，对当前输入条件采用基于相似度的方法，从优良操作模式库中寻出与当前输入条件距离最小的操作模式，从而完成模式匹配，进而实现喷煤过程优化控制，对高炉冶炼喷煤过程具有很好的指导作用。
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  基于差分进化算法的大棒材粗轧孔型系统优化

  曹燕，郝震宇，张龙，李佑河，章小峰，黄贞益

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 13-18. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130312

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  以南钢大棒材粗轧生产线为研究背景，以能耗最小和变形均匀为目标，采用差分进化算法对其粗轧工艺进行优化，并设计了相应的粗轧孔型系统。利用MSC. Marc有限元软件建立了粗轧工艺的三维弹塑性热力耦合有限元模型，通过现场试验数据验证了模型的正确性。同时对新工艺进行有限元模拟计算，并与现有工艺进行对比分析。结果表明：新工艺及孔型系统的道次变形均匀、中间坯尺寸精确，粗轧轧制总能耗降低了7. 13%。
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  Al2O3对气淬钢渣等温析晶动力学的影响规律

  张玉柱 龙 跃 邢宏伟 鲍继伟 吴贺

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 19-24. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130260

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  用Al2O3对气淬钢渣进行调质重构，将不同Al2O3含量的气淬钢渣在不同温度条件下进行恒温热处理，利用金相显微镜和金相分析软件研究热处理后渣样中矿物等温析晶行为的规律，采用JMA方程研究Al2O3对气淬钢渣等温析晶动力学的影响规律。结果表明：Al2O3含量的增加，钢渣中C2S，C3S结晶量呈现出减少的趋势，钢渣中C3A呈现出增加的趋势，但趋势不明显。Al2O3含量的增加，会使C2S等温析晶活化能变大，C3S等温析晶活化能略有变小，不利于C2S和C3S析晶，有利于C3A析晶；当Al2O3质量分数为3. 58%时，C3A等温析晶活化能为-2. 32kJ/mol。
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  碱度对中钛型高炉渣矿相结构的影响

  刘丽娜 ，韩秀丽 ，李志民，刘磊

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 25-28. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130309

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  采用偏光显微镜对不同碱度条件下中钛型高炉渣的矿相结构进行了研究。结果表明，炉渣显微结构为斑状、似斑状结构；碱度为0. 92时，矿物组成主要?Ａе省⒒瞥な才凳倭康奶蓟选⒌鸭捌涔倘芴澹患疃任?. 02，1. 12，1. 32时，出现了钛辉石、巴依石及钙钛矿，未见安诺石。随碱度的升高，碳化钛、氮化钛及其固溶体先降低后升高，钙钛矿、含钛辉石(巴依石及钛辉石)含量升高；黏度先降低后升高，承钢高炉渣碱度易控制在1. 02左右。
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  大钢锭凝固界面换热系数的数值模拟

  兰鹏 ，张家泉

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 29-36. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130232

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  基于热-黏弹塑性本构方程建立了大钢锭凝固时热-流-力耦合的3D有限元模型，并对8. 5t钢锭浇注过程中不同位置处热流密度、气隙宽度和界面换热系数的变化规律进行了模拟分析。结果表明，钢水与钢锭模刚刚接触时的热流密度和换热系数最大，二者随后迅速下降，且角部区域的下降趋势略大于面部。凝固初期时热流密度和换热系数的最大值位置并非位于面部中心，而是在1/4宽度处；由于宽面对钢水静压力的抵抗作用小于窄面，其界面热流密度和换热系数也略大于窄面。凝固中后期时，换热系数的区域差异逐渐趋于不明显。同时，建立了基于凝固时间和界面温度的平均换热系数的反算模型。应用2个模型所求结果计算的钢锭和钢锭模温度变化与实测值及热-流-力耦合模型结果基本一致。进一步研究发现，界面换热系数随温度的变化规律可推广应用到3~30t钢锭的模拟研究中，计算结果与实际更为符合。
材料研究
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  镍铬铸铁的冲蚀磨损行为

  王爱琴，柳培，谢敬佩，李继文，王文焱

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 37-41. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130336

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  利用MCF-30型冲蚀磨损试验机对镍铬铸铁进行冲蚀磨损试验，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、XRD技术对其组织和冲蚀磨损后的形貌进行表征，分析了冲蚀角、冲蚀介质酸碱度对其冲蚀磨损性能的影响，总结了其冲蚀磨损规律。结果表明，镍铬铸铁在960℃风淬+250℃回火处理后，Cr与Fe、C形成(Fe,Cr)3C型合金碳化物，呈断续网状分布，起到了抗磨骨架的作用，Ni固溶于铁素体中强化基体；不同冲蚀角下，其冲蚀磨损曲线呈现“M”形，最大冲蚀率出现在60°冲蚀角；强酸对其冲蚀磨损影响较大，当pH≥3的时候，弱酸对其冲蚀磨损量几乎无影响。对其冲蚀磨损机理进行了分析。
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  热处理过程中纯锌镀层的组织转变和表面氧化

  张杰，江社明，张启富，刘常升，滕华湘

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 42-46. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140115

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  采用FE-SEM，EPMA和XRD等分析了纯锌镀层在加热过程中的组织? 浜捅砻嫜趸Ｊ匝榻峁砻鳎篏I镀层在较低温度加热后，厚度相对原始镀层没有改变，镀层与基板界面明显，高于800℃加热后，镀层厚度大幅增加，镀层/基体界面并不清晰；500℃加热后镀层组织为ζ相和δ相；随着加热温度升高，镀层组织? 湮扛叩摩?相、Γ相和α-Fe(Zn)；900℃加热后镀层几乎全为α-Fe(Zn)，只在表面存在少量的Γ相；镀层中的铝随着加热温度升高逐渐向镀层表面迁移，900℃加热后铝完全迁移至镀层表面，形成连续的氧化铝层；低温加热后镀层表面只有很少的Fe-Zn相和氧化物。随着加热温度升高，表面的氧和铝含量增加，锌含量降低。900℃加热后，镀层表面存在Γ相、Al2O3和ZnO。
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  超高强度热冲压用钢中H的扩散与氢致滞后开裂行为

  张施琦，黄运华，廖庆亮，赵雷超，洪继要 ，张跃

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 47-52. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130339

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  采用阴极充H、恒载荷拉伸和电化学H渗透等试验方法，研究了超高强度钢22MnB5Nb的H扩散行为及氢致滞后开裂性能，并与常用热冲压钢22MnB5进行了对比。结果表明，H在22MnB5Nb钢中的扩散系数为3. 02×10-7 cm2/s，显著低于22MnB5钢；与22MnB5钢相比，22MnB5Nb钢具有较好的耐氢致滞后开裂性能；这是由于22MnB5Nb钢晶粒较细小，增加了晶界的有效面积，使H陷阱分布更均匀，进而抑制H向裂纹尖端扩展，避免了局部H的富集。
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  AlN改善车轮钢韧性的可行性分析

  孙曼丽 ，江波 ，陈刚 ，钟斌 ，赵海 ，鲁松

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 53-56. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130294

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  长期以来，车轮钢在满足强度和硬度的前提下，其韧性很难稳定地满足要求，韧性已成为提高车轮整体使用性能的关键制约因素。通过简要介绍第二相钉扎晶界原理以及影响第二相质点析出的因素，提出通过控制第二相质点AlN的析出来改善车轮钢韧性具有可行性。
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  屈服强度460MPa级耐候钢及其焊接性能

  李小宝，曾仰正，张宇，王纳

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 57-63. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130328

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  通过连续冷却相转变行为的研究，利用试验轧机成功试制了24mm厚，屈服强度460MPa级耐候钢板，并分析了钢板微观组织、力学性能、腐蚀性能以及焊接性能。连续相转变行为和钢板试制结果表明：精轧温度不大于850℃，厚度压下率不小于06，冷速为4~15℃/s和终冷温度不大于465℃可得到以针状铁素体(3~10μm)和多边形铁素体(5~15μm)为主的钢板，其屈服强度不小于480MPa，抗拉强度不小于635MPa，伸长率不小于23%，-40℃冲击功不小于209J。对试制钢板进行了热输入量为72kJ/cm的双丝埋弧焊接试验，无焊前预热和焊后热处理，得到了无缺陷焊接接头，焊接热影响区-40℃冲击功不小于100J；粗晶区的高韧性与其晶内铁素体为主以及少量晶界铁素体和上贝氏体的微观组织有关。72h周浸试验结果表明：试制钢种的耐大气腐蚀能力比普碳钢Q345B提高了46%。
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  GH4133B合金中η相对力学性能的影响

  王卫华，国振兴，王晓轩

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 64-68. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140053

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  采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等手段对GH4133B合金中η相对力学性能的影响进行了研究。结果表明：GH4133B合金中η相在750~1000℃析出，析出峰值为980℃，最短时间为5h。少量的η相对力学性能没有影响，η相的增多对合金的拉伸强度和持久寿命影响不显著，η相对Z的影响? 榷訟的影响要大。冲击性能对η相最为敏感。
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  等温压缩对高强度汽车钢WHT1300HF的马氏体相变及微观组织的影响

  刘凯 池波 蒲健 李箭

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(8): 69-74. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130319

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  通过等温形变研究了形变参数(形变温度、形变速率、形变量)对高强度汽车钢WHT1300HF的微观组织? 浜托蚊驳挠跋旃媛伞Ｑ芯拷峁砻鳎涸黾影率咸宓任滦伪淞浚欣谔靥宓娜毕菪魏耍俳诵伪浒率咸逑蛱靥遄. 洌话率咸宓男伪淝炕贾侣硎咸逑啾渥枇υ龃螅硎咸逑啾淇嘉露?Ms)下降，细小晶粒数量和小角度晶界数量增多;增加奥氏体等温形变(40%)速率能同时促进马氏体和铁素体相变,但马氏体体积分数和小角度晶界数量减少，细小晶粒数量略有提高；降低等温形变温度加剧奥氏体的形变强化，导致Ms温度下降，马氏体体积分数、小角度晶界比例减少，细小晶粒数量增多，铁素体含量明显增加。