2018年, 第30卷, 第12期　刊出日期：2018-12-17

  

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综合论述
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  钠冷快堆堆容器堆内构件用316型不锈钢及其持久断裂性能

  燕春光，李雅平，王明政

  . 2018, 30(12): 935-942. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180265

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  316型不锈钢用于钠冷快堆堆容器堆内构件的制造已成为各发展快堆国家的共识，如何提高持久断裂性能成为快堆用316型不锈钢的研究重点。概述了316型不锈钢在国外快堆中的应用现状，总结了成分（C、N、Mo、P）、组织（晶粒度和铁素体）及环境介质（中子辐照环境和高温钠介质）等因素对其持久强度和持久伸长率的影响规律和机理，介绍了目前中国示范快堆用316不锈钢的发展现状，最后提出了快堆用316不锈钢的发展建议。
冶炼与加工
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  冶金煤气预还原- 冷却烧结矿工艺的提出与展望

  兰臣臣，吕庆，张淑会，姜茂发

  . 2018, 30(12): 943-948. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 201800104

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  根据目前国内外抑制烧结矿粉化技术的研究进展，同时借鉴了竖罐式余热回收装置，提出了利用烧结矿余热在竖炉内使用冶金煤气预还原- 冷却烧结矿的新工艺。研究表明，该工艺利用冶金煤气对高温烧结矿进行预还原、冷却，能大幅度改善烧结矿在高炉内的低温还原粉化，同时兼顾实现烧结矿余热的高效利用。随着烧结矿冷却速率的降低，烧结矿中的Fe2O3逐渐消失，FeO含量逐渐增加，烧结矿的还原粉化指数RDI+6. 3和RDI+3. 15有显著的增加，RDI-0. 5逐渐降低。研究结果为实现该工艺在生产实际中的应用提出待解决的关键问题。
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  分段尝试法研究碱金属对铁氧化物还原的影响

  尉迟鹤鹏，莫朝兴，付忠旺，马小青，张文哲，吴铿

  . 2018, 30(12): 949-956. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180102

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  为了研究碱金属在高炉内对Fe2O3还原的影响，采用热重分析方法研究含有不同碱金属含量的Fe2O3在不同温度下的还原特性。通过分析试样的还原度曲线，讨论温度和碱金属含量对还原过程的影响，发现随着温度的升高，反应速率增加，试样的还原度增加，接近完全还原的反应时间缩短；Na2O对Fe2O3的还原有抑制作用，抑制作用随着Na2O含量增加而加强，但这种抑制作用随着Na2O含量增加不是均匀增长的，会存在饱和点。针对还原过程的特点，采用分段尝试法建立了前期化学反应控速的未反应核模型和后期收缩核内扩散模型，并对实验数据进行分段拟合，求得相关动力学参数，同时定量地给出了不同的温度条件下2种控制转换的时间点。从拟合结果看，实验数据和模型取得了很好的吻合，说明所建模型与实际情况相符。
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  基于承钢生产数据预测烧结矿FeO含量

  吕庆，刘月明，张振峰，刘颂

  . 2018, 30(12): 957-962. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180148

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  为了克服烧结矿中FeO含量检验滞后的问题，基于烧结生产各个环节所积累的大量数据，采用XGBoost算法建立FeO含量预测模型，以指导生产工作人员及时调整配料方案和设备参数。首先对承钢3号烧结机sqlsever数据库中的相关数据进行提取和整合，然后结合特征工程对特征参数数据进行一系列可视化分析和处理，最后将XGBoost算法应用于预测烧结矿FeO含量的建模当中，并与决策树模型预测效果进行对比。结果表明XGBoost模型预测效果较好，预测后的损失值最小可达0. 071876，实现了准确预测FeO含量的目的，为烧结矿FeO含量的预测提供了一种有效的预测方法。
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  Si- Ca- Ba复合脱氧剂成分设计与脱氧能力的热力学研究

  唐海燕，郭路召，聂日新，刘锦文，谌智勇，张家泉

  . 2018, 30(12): 963-969. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180156

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  Si- Ca- Ba复合脱氧剂常用于对Al2O3类夹杂物敏感、不宜用Al脱氧的钢种。针对该类脱氧剂实际使用过程成分设计与脱氧效果稳定性问题，基于经典热力学，运用Factsage7. 0软件研究分析了不同配比下Si- Ca- Ba复合脱氧剂的脱氧效果与组元作用规律。考虑实际含BaO精炼渣工况，比较了渣的二元碱度对辅助脱氧效果的影响。研究表明，无渣工况下，随Si- Ca- Ba合金中Si和Ba配比的增加，其复合脱氧效果变差；随Ca配比的增加，脱氧效果明显增强。有渣工况下，随着精炼渣碱度的增加，该脱氧剂脱氧效果增强；精炼渣碱度在2. 5时，根据各组? 壤煌嗤蜒趿肯拢慷指忠汉辖鹩昧拷橛?. 6～0. 9kg；当Si- Ca- Ba三组? 壤髯栽?/3～2/3范围变化时，提高Si配比脱氧效果增强，而提高Ca或Ba配比脱氧效果变化不大。精炼渣碱度为2. 5时，Si∶Ca∶Ba质量比为4∶1∶1时脱氧效果最佳，Fe- O溶液中溶解［O］含量最低。
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  固定自耗电极充填法电渣熔铸铸锭底部成形性研究

  杨明 ，常国威，陈瑞

  . 2018, 30(12): 970-976. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180147

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  用固定自耗电极充填法电渣熔铸了横断断面为400mm×60mm的板形铸锭，用实验与数值模拟方法研究了铸锭底部成形性。结果表明：固定自耗电极充填法电渣熔铸板形铸锭时熔铸过程稳定、可控，表面质量良好；熔铸铸锭时，固定电极底部斜度有利于固定自耗电极平稳地进入电渣，其斜度的大小直接影响铸锭底部的成形性，斜度越大铸锭底部成形性越差。铸锭底部形状数值模拟结果与实验结果基本吻合。
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  硅脱氧弹簧钢55SiCr旋转弯曲疲劳断口中外来夹杂物的研究

  孟耀青 ，郭晓培 ，赵垒，赵昊乾 ，张磊

  . 2018, 30(12): 977-982. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180158

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  借助SEM- EDS分析1950MPa级汽车用悬架弹簧钢丝硅脱氧55SiCr钢的旋转弯曲疲劳断口中疲劳源宏观夹杂物的尺寸、距表面距离与成分。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧55SiCr盘条内生夹杂物成分分布进行检测统计，对比分析认为疲劳断口宏观夹杂物主要是外来夹杂物。通过采用盘条凝固枝晶显示方法，判断了这些外来夹杂物在连铸坯上的分布特点。研究结果表明：外来夹杂物主要来自于结晶器保护渣卷入、水口耐材和中间包渣线耐材的侵蚀剥落；疲劳断口上的外来夹杂物在铸坯中主要分布在大方坯内弧角部位置。
材料研究
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  应力与环境耦合条件下高强钢S135的疲劳行为

  曾德智，李皓，孙宜成，田刚，刘飞，施太和

  . 2018, 30(12): 983-990. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180087

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  为评价应力与环境耦合（交变应力、腐蚀介质和温度耦合）对高强度钢S135疲劳性能的影响，探索应力与环境耦合对高强度钢S135疲劳的作用机制，测试了S135材料在空气中和不同温度下（25、40、60和80℃）有机盐钻井液中的疲劳寿命，分析了S135在有机盐钻井液中的腐蚀疲劳敏感性，并使用扫描电镜观察了不同温度下的断口形貌，研究了有机盐钻井液中S135腐蚀疲劳的断裂机理。结果表明，同一应力（低应力）水平下，随温度升高（25、40、60和80℃），腐蚀疲劳寿命逐渐降低，腐蚀疲劳敏感指数和温度敏感指数逐渐增加。研究认为，交变应力、腐蚀介质和温度耦合对S135材料疲劳有极大的影响，交变应力是疲劳失效的主要因素，腐蚀介质会使S135表面产生腐蚀坑，导致疲劳裂纹的萌生，温度通过加速腐蚀对疲劳破坏产生影响。
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  奥氏体化温度对51CrV4钢组织及疲劳性能的影响

  丁灿灿 ，曹燕光，杨俊伟，李昭东，曾斌，隋凤利

  . 2018, 30(12): 991-997. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180139

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  利用拉- 拉疲劳试验方法对比研究了51CrV4钢不同奥氏体化温度下试样的疲劳性能，并采用扫描电镜(SEM)对其微观组织变化和疲劳断口进行了分析。结果表明，当奥氏体化温度由850℃升高至900℃后，疲劳强度由840MPa增加到883MPa，疲劳断口表面二次裂纹数量增多，且主裂纹扩展路径更曲折，裂纹扩展速率降低。且随着奥氏体化温度的升高，组织中合金渗碳体得到细化，部分碳和合金元素从大尺寸合金渗碳体中回溶到基体中，增加了固溶强化，强度和硬度分别增加约32MPa和20HV。通过分析发现，合金渗碳体细化及碳和合金元素的回溶是疲劳性能改善的主要因素。
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  初始状态对65盘条钢热变形行为的影响

  王庆娟，李香君，任垚嘉，周海雄

  . 2018, 30(12): 998-1005. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180119

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  采用Gleeble- 3500热模拟试验机，在温度为850～1050℃，应变速率为0. 01～50s-1范围内，对65盘条钢铸态和轧态进行热压缩试验，研究了2种初始状态对65盘条钢热变形行为的影响。分析了不同变形条件下65盘条钢的流变曲线、金相组织,计算了铸态与轧态的激活能，建立了不同初始状态下的变形抗力模型。结果表明：不同初始状态对65盘条钢的热变形行为影响较大。2种状态下的真应力- 应变曲线均表现出对温度和应变速率的敏感性，轧态流变应力在应变约为0. 6之前大于铸态，之后趋于一致，在相同的变形条件下轧态的峰值应力均高于铸态。2种状态下建立的周纪华- 管克智本构方程表明轧态基准变形抗力值大于铸态，分别为165. 07和147. 05MPa。
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  固溶处理对2205双相不锈钢氧化铁皮结构的影响

  任培东，武小强，王长波，惠恺，李聚宝

  . 2018, 30(12): 1006-1012. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180089

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  采用SEM、XRD、EDS对2205双相不锈钢中厚板热轧态及固溶态表面氧化铁皮进行研究。2205热轧钢板表面氧化铁皮由Fe2O3、Cr2O3和尖晶石结构的FeO·Cr2O3、NiO·Fe2O3等多种类型的氧化物相组成。固溶处理后钢板表面氧化铁皮结构发生改变，同时基体出现内氧化。固溶处理后与基体接触部位氧化物中Cr、Ni、Mo含量增加，氧化铁皮中Cr和Ni的分布更加均匀；与基体接触部位氧化铁皮中Si、Mo含量明显增加。钢板表面由外向内形成具有一定层次结构的Fe、Mo、Ni、Cr、Si的氧化物相，氧化铁皮的稳定性和复杂性增加，酸洗去除难度增大。
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  微合金化热轧TRIP钢的相变行为研究

  郑东升，蹇海根，王生朝，欧玲，孙斌

  . 2018, 30(12): 1013-1017. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180090

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  借助MMS- 300热模拟实验机研究了变形方式、变形温度、变形速率、冷却速度以及缓冷结束温度对微合金化热轧TRIP钢相变行为的影响。结果表明，实验钢经单道次或双道次变形后，连续冷却? 淝咧械奶靥逑啾淝蚶┐螅楣馓逑啾淝虺鱿郑硎咸逑啾淝蛳АＫ孀疟湫挝露壬呋蚶淙此俣仍龃螅靥逑啾淇嘉露華r3、贝氏体相变开始温度Bs、贝氏体相变结束温度Bf均降低，扩散型相变受到抑制，中温相变得到加强。变形温度为850℃时，随着变形速率增大，Ar3、Bs、Bf均升高，组织中的铁素体含量增加，贝氏体含量减少。随着缓冷结束温度的降低，组织中的铁素体含量增加，铁素体晶粒长大，残余奥氏体含量先增加后减少。