钢铁研究学报

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廉学魁

. 2018, 30(4): 0-0.

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本文采用透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）等试验方法对一种高Co-Ni二次硬化钢25Co15Ni11Cr2MoE淬火后经300℃～660℃温度范围回火后析出的合金碳化物和韧化相逆转变奥氏体的析出演变规律进行系统研究，结果表明：25Co15Ni11Cr2MoE经300℃～660℃温度范围回火后，随回火温度升高，钢中析出的合金碳化物依次为：弥散的ε-碳化物→片状的合金渗碳体→弥散的M2C碳化物→粗化的M23C6碳化物。经495℃回火后，钢中板条马氏体基体上析出大量细小弥散的M2C碳化物，回火早期析出的粗大片状渗碳体全部回溶，并在马氏体板条间析出薄膜状韧化相逆转变奥氏体。回火温度提高至530℃后，逆转变奥氏体含量继续增加，但其形貌逐渐由薄膜状转变为条、块状，回火温度提高到600℃时，钢中的逆转变奥氏体含量达到极大值。

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钙基氧化物冶金生产技术的发展与展望

赵福才，张朝晖，杨蕾，柯静

. 2018, 30(4): 259-264. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20180023

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氧化物冶金技术解决了大线能量焊接粗大的HAZ组织缺陷问题，成为研究的重点。介绍了氧化物冶金技术的产生、发展、研究重点、存在问题以及国内外钙基氧化物冶金技术研究进展，借助氧化物冶金思想，提出了钙基氧化物冶金生产技术，在钢水冶炼过程中，控制钢水中氧含量，添加钙基氧化物冶金剂，控制轧制和控制冷却，在线生成针状铁素体组织，生产出高性能钢材。同时分析了钙基氧化物冶金生产技术与氧化物冶金的区别，进行了钙基氧化物冶金生产技术在普通建筑钢材和船板钢的应用研究，希望将此技术在所有钢材生产中研发推广。

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CaO- SiO2- Al2O3- Na2O- TiO2- (MgO)渣系与碳饱和铁液间硫分配比的热力学模型

张康晖，张延玲，李凤善，吴拓

. 2018, 30(4): 265-272. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170193

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炉渣离子与分子共存理论(IMCT)认为，渣中结构单元或离子对的作用浓度能像传统意义上的熔渣活度一样表征化学反应能力。通过建立CaO- SiO2- Al2O3- Na2O- TiO2- (MgO)渣系结构单元或离子对的作用浓度控制方程，并运用Matlab求解作用浓度，从而建立1450℃下该渣系与碳饱和铁液间硫分配比的热力学模型。模型计算的硫分配比与文献实测的硫分配比吻合较好，有助于预测熔渣与碳饱和铁液间的硫分配比。通过模型能计算出渣中CaO、Na2O和MgO各自的硫分配比及总的硫分配比，分析总的硫分配比受其他因素影响的变化趋势；计算出渣中CaO和Na2O各自对总硫分配比的贡献率，描述CaO和Na2O各自硫分配比贡献率受其他因素影响的变化趋势。

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新型的化渣剂AF3FTM代替萤石的可行性研究

刘春泉，彭其春，薛正良，李海领

. 2018, 30(4): 273-281. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170229

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AF3FTM作为一种新型的化渣剂，其与萤石有很多相似的性质。为验证新型化渣剂替代萤石的可行性，从实验室中的熔点测试、脱硫试验以及熔渣黏度测试，到最后的工业试验，综合评价了2种化渣剂的冶金效果，为新型化渣剂的进一步推广使用提供参考。研究发现AF3FTM比萤石具有更好地降低渣系熔点、改善流动性的优势，AF3FTM相较萤石球可节约15%～25%的用量，可减少含氟废物的排放约8%～15%，同时新型化渣剂价格便宜，硅含量低，企业可达到降低原料成本和减少污染物排放的目标。但新型化渣剂在工业试验过程发生冒白烟的现象，且可能会增加对炉衬的侵蚀。

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W800无取向电工钢中氧化物演变规律

胡志远，任强，张立峰

. 2018, 30(4): 282-287. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170431

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夹杂物是影响无取向电工钢磁性能的重要因素之一，为了研究无取向电工钢生产过程中氧化物特征的变化，对W800无取向电工钢全流程取样分析。采用荧光光谱分析和氧氮联合分析仪分析了炉渣和钢中全氧含量的变化。采用直接磨抛后1∶1盐酸水溶液酸蚀和非水溶液小样电解的方法揭示了钢中氧化物的形貌特征。采用ASPEX对钢中氧化物的成分、尺寸、数量进行分析。试验结果表明，加Al合金化前，钢中的氧化物类型主要为球体或近球体的SiO2和含有少量的SiO2包裹SiO2- MnO;加Al合金化后，氧化物? 湮狝l2O3和MgO·Al2O3。通过直接磨抛和1∶1盐酸水溶液酸蚀的方法只能揭示出球形和多面体的Al2O3。采用非水溶液电解提取可以看到Al2O3的3种形貌为球体、树枝状和多面体。RH精炼过程中，夹杂物平均成分接近纯Al2O3，MgO的质量分数仅为0. 2%。而在中间包冶炼过程中，夹杂物中MgO比例提高。软吹过程对于促进夹杂物长大和去除具有显著效果，也促进了耐火材料的侵蚀，使夹杂物中MgO的质量分数升高至8. 1%。由于精炼过程采用较低的碱度和钙铝比，夹杂物中几乎不含CaO。通过Factsage热力学计算得出，随着Al的加入量增多，钢中的夹杂物类型依次为纯SiO2，液态的SiO2- Al2O3和Al2O3，与观察到的结果相符。

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连铸机不对称浇铸对中间包钢液的影响

何肖飞，李林平

. 2018, 30(4): 288-293. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170361

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采用SolidWorks、ANSYS等软件对连铸机不对称浇铸时中间包钢液流动及温度特性进行研究，发现铸机不对称浇铸会对中间包流场产生重要影响，从而会导致中间包温度分布变化。关闭铸机某一侧某一流进行浇铸时，该侧中间包钢液流动速度会降低，同时在该侧会形成较多、面积较大的回流区，而中间低温钢液区明显向另一侧偏移，该现象以关闭铸机最边部流时更加明显（相比于中间流）。

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抽锭电渣重熔过程的流场和温度场的分布规律

齐海阳，李先春，李万明，臧喜民，邓鑫

. 2018, 30(4): 294-301. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170245

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建立抽锭电渣重熔过程多物理场三维数值模型，采用商业软件ANSYS对抽锭电渣重熔体系的流场和温度场进行了模拟计算。比较分析了不同电极浸入深度和不同渣池深度下抽锭电渣重熔过程的流场、温度场和金属熔池结构。通过实验测定抽出结晶器时的钢锭表面温度，验证了模拟结果的准确性。研究结果表明，抽锭电渣重熔过程的渣池内有2对漩涡生成，一对大的漩涡逆时针转动，另外一对小的漩涡顺时针转动；熔渣的速度随着电极浸入深度的增加而增大，随着渣池深度的增加而减小；渣池内有2个高温区，渣池内的温度高于金属熔池的温度；抽锭电渣重熔体系（电极、渣池和钢锭）的温度随着电极浸入深度的增加而上升，随着渣池深度的增加而下降。

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融合大数据与冶金机理的热轧带钢力学性能预报模型

李维刚，杨威，赵云涛，胡恒法

. 2018, 30(4): 302-308. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170164

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融合工业大数据与冶金机理，提出一种全局可加型热轧带钢力学性能预报模型。首先，给出一套系统的、具有一定通用意义的建模方法，包括：综合应用随机森林、因果图、贝叶斯网等数据挖掘方法，并结合冶金机理与人的先验知识筛选型的影响因素;接着，构建一元无交互作用广义可加模型，包括数据清洗、子模型建立、子模型验证、子模型修正等环节；探明各影响因素之间的交互作用，构建二元有交互作用的广义可加模型；分析各子模型之间的关系，将各子模型整合构建整体模型。最后，对上述建模方法进行了应用验证，利用大量热轧含铌微合金钢生产数据，建立微合金钢产品力学性能预报模型，获得工艺、成分对力学性能的影响规律，新模型对钢材抗拉强度的预报误差为2. 51%。上述研究为复杂工业系统数学建模提供了新的思路。

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18CrNbTi铁素体不锈钢的高温疲劳性能

刘天龙，陈立佳，毕洪运，车欣

. 2018, 30(4): 309-314. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170179

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为了确定应力保载和气氛环境对18CrNbTi铁素体不锈钢高温疲劳性能的影响规律，在800℃及轴向拉- 拉应力控制模式下研究了18CrNbTi铁素体不锈钢在氩气和模拟汽车尾气环境中且在最大拉应力处引入10s保载时间的高温疲劳行为，并与18CrNbTi不锈钢在大气环境中无保载时间的高温疲劳行为进行了对比。此外，利用扫描电子显微镜对高温疲劳断口形貌进行了观察与分析。结果表明，在大气环境中，18CrNbTi铁素体不锈钢的疲劳极限为25MPa；引入10s保载时间后，18CrNbTi不锈钢的疲劳抗力和疲劳寿命均显著降低；与在氩气环境中相比，18CrNbTi不锈钢在模拟汽车尾气环境中的疲劳抗力和疲劳寿命进一步降低。在不同实验条件下，疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生并以穿晶方式扩展。

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热处理工艺对1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢析出相及性能的影响

龚志华，杨钢，定巍，马龙腾

. 2018, 30(4): 315-321. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170177

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采用SEM、TEM、化学相分析、热力学计算等手段研究了不同回火工艺下的超超临界汽轮机组叶片用1Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体耐热钢中析出相的分布和性能。热力学计算表明，该叶片在620℃温度服役，合金中M23C6相的形成能? 萀aves相的形成能低，M23C6相会在服役初期大量析出，但随着服役时间增加合金中的Laves相大量析出，析出数量将超过M23C6相。合金经过淬火、高温回火处理后组织为板条状回火马氏体。析出相主要由M23C6、Nb（C,N）和极少量的Laves相组成，M23C6析出数量随回火温度升高而增加。经过570、690℃两次回火处理，可提高合金的冲击韧性。

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奥氏体预变形对等温贝氏体相变和组织影响

姚耔杉，徐光，胡海江

. 2018, 30(4): 322-327. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170160

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轧制变形会影响母相奥氏体微观结构和形貌，进而影响后续贝氏体相变。采用热模拟实验、X射线衍射(XRD)、扫描电镜观察(SEM)，研究了奥氏体预变形对一种Fe- C- Mn- Si中碳贝氏体相变和组织的影响规律。设计了不同变形温度和变形程度的组合，分析了等温贝氏体相变量和室温组织残余奥氏体含量的变化。研究结果表明，300和400℃时的变形会促进等温贝氏体相变，且变形温度越低，贝氏体体积分数增加越明显。此外，残余奥氏体含量随变形程度增加而逐渐增多，且奥氏体预变形温度越低，室温组织中残余奥氏体含量越多，低温变形同时有助于奥氏体力学稳定化。

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Si对GH3230合金抗氧化性能的影响

胡曼，马惠萍，鞠泉，张勇路，杜金辉

. 2018, 30(4): 334-339. https://doi.org/10. 13228/j.boyuan.issn1001- 0963. 20170103

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利用热重分析法、X射线衍射（XRD)及扫描电镜（SEM）等手段研究了Si元素对镍基高温合金GH3230在1100℃高温氧化过程中的作用。对氧化物的析出过程做了直观性描述。研究表明，Si元素对合金高温氧化的影响主要体现在两方面：一方面，Si元素在合金氧化过程中减缓了Mn元素的扩散，导致GH3230合金高温氧化之后氧化膜的成分出现差异，不含Si元素的合金在1100℃氧化过后合金表面的氧化膜的成分主要是MnCr2O4和Cr2O3，而含有Si元素的合金在1100℃氧化过后氧化膜的主要成分为Cr2O3；另一方面，Si元素在合金氧化前期形成SiO2，对合金的进一步氧化起到减缓作用，并且在氧化后期遏制了氧化铬的挥发。

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2018年, 第30卷, 第4期　刊出日期：2018-04-16

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