2019年, 第31卷, 第8期　刊出日期：2019-08-24

  

• 全选
  |

冶炼与加工
• Select
  基于粗糙集理论与神经网络的铁水硅含量预测

  尹林子，李乐，蒋朝辉

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 689-695. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190010

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：高炉铁水硅含量预测对调控炉温和稳定炉况具有重要作用。基于粗糙集理论与神经网络模型对铁水硅含量进行预测。采用粗糙集理论对输入参数进行约简，得到优化的输入集，结合BP(back propagation)神经网络实现高炉硅含量的预测。同时，针对炉况波动较大情况下神经网络模型预测误差大的问题，建立波动知识库，利用kNN(k Nearest Neighbor)算法匹配识别波动炉况，对预测结果进行补偿。以国内某钢铁厂实际高炉生产数据进行验证，该方法在预测误差为±0.1％以内时预测命中率达到91.74％，可为高炉操作者判断炉况提供参考。
• Select
  碱度对包钢高炉渣物理性能的影响

  柳哲，王艺慈，赵凤光，罗果萍，赵彬

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 696-701. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20180316

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为探明二元碱度对包钢高炉渣物理性能的影响机理，基于包钢7号高炉渣化学组成，添加纯试剂CaO、SiO2调整炉渣的二元碱度。通过实验研究二元碱度对包钢7号高炉渣熔化温度、黏度和熔化性温度的影响规律；同时采用Factsage70热力学软件，计算了不同碱度下炉渣的液相线温度和热焓值。结果表明：随着碱度升高，炉渣熔化温度不断升高，黏度和熔化性温度先降低后升高，碱度在1.1～1.3之间，碱度每提高0.1，炉渣半球温度提高4.67℃，软熔区间为3.33～4.60℃；碱度在1.1～1.4之间，1450℃以上炉渣黏度均低于0.5Pa·s，流动性良好；Factsage7.0计算结果表明：随着碱度的升高，炉渣的液相线温度不断升高，热焓值不断降低。综合考虑碱度对包钢炉渣熔化温度、熔化性温度、热焓和黏度的影响规律，建议包钢高炉渣的碱度应控制在1.1～1.3之间。
• Select
  钛微合金钢炉外精炼相平衡研究与热力学分析

  刘振楠，陶东平，姚春玲，范兴祥，张凇源，李亚东

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 702-711. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190004

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为了解钛微合金钢炉外精炼过程中Ti元素在渣钢间的平衡分配行为及走向，应用分子相互作用体积模型（MIVM），通过规范子二元系活度标准态和优化模型参数，建立了CaO-Al2O3-FeO-TiO2熔渣活度计算模型，并预测渣中各组元活度；在含钛钢炉外精炼条件下，应用MIVM和Wagner公式研究了Ti在精炼渣CaO-Al2O3-FeO-TiO2与含钛钢液Fe-Al-TiO间的平衡分配及影响因素。研究结果显示：渣中FeO的活度预测值与实验值符合较好，平均相对误差为9%；Ti在渣-钢两相间平衡分配比的计算值与工业数据符合较好；分配比随钢液中Al含量的降低、温度的升高和渣中CaO与Al2O3质量比的增加而增大，该规律与实际生产相一致。因此MIVM对多元含钛熔渣体系组元活度具有较好的预测效果，所设计的相平衡研究方法合理可行。本研究可为含钛合金钢化学冶金的基础理论研究提供一定的参考。
• Select
  SiO2对CaO-Fe2O3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响

  杨楠，郭兴敏

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 712-717. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20180326

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：由于近年来低品位铁矿石的使用量增加，导致烧结过程中SiO2含量升高。SiO2是烧结矿中主要的脉石成分，其含量的变化与烧结矿最终质量密切相关。运用X射线衍射、光学显微镜和SEM-EDS方法研究了SiO2对CaO-Fe2O3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响。研究结果表明，随着SiO2含量的增加，CaO-Fe2O3-SiO2熔体结晶产物中CaFe2O4(CF)含量减少而富铁铁酸钙(SFC)含量增加，CaFe2O4和SFC分别以块状和板条状析出，SFC的晶体结构随着SiO2含量的增加从Ca36Fe144O25-2向SFCA-I转变；当SiO2的质量分数超过3.0%时，椭圆状的Ca2SiO4（C2S）从熔体中结晶，其含量随SiO2含量的增加而增加，另有大量圆点状玻璃相分布于铁酸钙基体表面。
• Select
  CaO-SiO2-FeO-Cr2O3-MgO-MnO渣系物相组成的热力学计算

  黄兵，祝明妹，钟勇，张爱平，王雨

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 718-725. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190009

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：在含铬铁水转炉冶炼过程中，Cr很容易被氧化成Cr2O3进入渣中，并与渣中其他成分反应生成高熔点含铬尖晶石。采用FactSage热力学软件计算了CaO-SiO2-FeO-Cr2O3-MgO-MnO转炉渣系在冶炼温度1300～1700℃下的物相组成，研究了Cr2O3、FeO和碱度对炉渣中尖晶石相含量的影响规律。研究结果表明，温度和渣系成分都会影响炉渣的物相组成。渣系中含有Cr2O3时，物相中均含有MgCr2O4、FeCr2O4和MgFe2O4尖晶石相，尖晶石相的总含量随着Cr2O3和碱度的增加而增加，随着炉温的升高而减少。温度为1300～1500℃时，炉渣中尖晶石含量随着FeO的增加而增加；温度为1500～1700℃时，尖晶石含量随着FeO的增加而略有减少。在温度小于1500℃的转炉冶炼前中期，炉渣物相组成中尖晶石相所占比例较大，易造成化渣不良或者炉渣粘稠，影响转炉冶炼工艺的顺行。
• Select
  Ti-V微合金化热轧高强钢的相变规律及组织性能

  杨庚蔚，陆佳伟，孙辉，方梓威，周亦嫽，姚南

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 726-732. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20180220

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为进一步提升热轧高强钢的性能，利用热模拟试验机、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）等设备系统研究了Ti-V微合金热轧带钢连续冷却相变规律、组织和性能随卷取温度的变化规律及强化机理。结果表明，当冷却速度低于1℃/s时，试验钢中的组织为铁素体和珠光体。当冷却速度为5～30℃/s时，基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成，贝氏体相变开始温度介于580～600℃。当冷却速度增加至50℃/s时，试验钢中的奥氏体全部转变为贝氏体。此外，对不同卷取温度下试验钢的组织和性能研究表明：随着卷取温度的降低，试验钢的强度降低，塑性基本不变。当卷取温度为650℃时，力学性能最佳，其抗拉和屈服强度分别为716和653MPa，断后伸长率达到21.3%，主要是由于晶粒细化和沉淀强化所致。
材料研究
• Select
  铁素体基Ti-Mo高强钢连续冷却相变及组织性能

  张可，叶晓瑜，李昭东，孙新军，黄贞益

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 733-740. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190062

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为了深入了解铁素体基Ti-Mo高强钢在连续冷却相变过程中组织及硬度的变化及其原因，通过热膨胀法、金相及硬度等实验研究了Ti-Mo微合金钢在连续冷却条件下组织及性能的变化，探讨了冷却速率对组织、硬度及相变行为的影响机理，揭示了（Ti，Mo）C在奥氏体和铁素体中Ti/Mo原子比变化的原因。结果表明，随着冷却速率由0.06℃/s增加至17.9℃/s，组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+粒状贝氏体→粒状贝氏体，硬度由144HV逐渐增大至228HV。当冷速由0.14℃/s增大至0.90℃/s时，组织中多边形铁素体比例不断增大，珠光体比例不断降低，硬度的提高主要来自于铁素体晶粒尺寸的细化及纳米级（Ti，Mo）C粒子的增多；当冷速由1.79℃/s增大至17.9℃/s时，组织中多边形铁素体比例不断降低，贝氏体比例不断提高，硬度的提高主要是由于贝氏体组织的细化及其比例的增加。（Ti，Mo）C粒子主要有2类：一类是奥氏体中析出的10～20nm的粒子，Ti原子数分数约为88%，另一类是铁素体中析出的小于10nm的粒子，Ti原子数分数约为68%，EDS测量结果与计算结果大致相当。
• Select
  Q700D热影响粗晶区疲劳寿命与小裂纹扩展分析

  张楠，田志凌，张书彦，向明，何雨棋，董现春

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 741-747. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20180243

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为提高焊接构件的动载疲劳寿命，以热模拟为试验手段，对Q700D高强钢进行了焊接热模拟，研究了粗晶热影响区的疲劳寿命、小裂纹扩展行为以及组织软化特征。利用Paris方程和轴向拉伸疲劳试验数据，建立了ΔKth值与模拟粗晶区疲劳寿命的对应关系，利用ΔKth值实现了快速预估粗晶区疲劳寿命。研究表明：相同应力幅值下的lgN值与ΔKth值存在一定的线性拟合关系，即ΔKth值越大，则疲劳寿命N越长。小裂纹扩展微观机理在于所形成的大角度晶界（不小于15°）对小裂纹尖端的止裂性较强，可迫使小裂纹尖端转向耗能。CGHAZ的软化与第二相粒子回熔与粗化有关，粗化的第二相粒子易萌生小裂纹，可通过提高大角度晶界抑制裂纹扩展。
• Select
  冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响

  窦为学，王鹤松，康健，李振垒，袁国

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 748-753. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190060

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为了探究冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响，采用相变仪设备对铸带重新加热并进行不同冷却速率冷却，采用光学显微镜、场发射电子探针和电子背散射衍射等手段对微观组织和针状铁素体形核所利用的夹杂物进行了分析。结果表明，铸带经1200℃保温3min后，原奥氏体晶粒尺寸约为150～650μm，可以满足晶内针状铁素体形核对原奥氏体晶粒尺寸的需要。在2～5℃/s的冷却速率范围内，试样中得到了大量的针状铁素体组织，冷却速率为2℃/s的试样中大角度晶界所占比例约为60%；当冷却速率大于20℃/s，针状铁素体的形成受到抑制。铸带中针状铁素体形核所利用的夹杂物是Ti-Al-Si-Mn-O+MnS复合夹杂物。
• Select
  C含量对690合金M23C6相析出行为的影响

  刘哲，丰涵，郑文杰，宋志刚，朱玉亮，高鹏

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 754-761. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001.0963-20180321

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为了研究0.011%～0033%范围内C质量分数对690合金M23C6相析出行为的影响规律，采用SEM、TEM、物理化学相分析和热力学计算等手段，考察了不同C含量与M23C6相析出数量及析出位置关系。结果表明，随着C含量增加，M23C6析出相质量分数增加、完全固溶温度提高，前者与C质量分数呈线性关系变化，后者则符合抛物线关系。C含量升高，M23C6相的吉布斯自由能下降，从基体中析出M23C6相这一固态相变过程的驱动力增大，在相同的保温时间下，促进M23C6相在更多位置上的析出及其析出形貌的显著变化。对于较高C含量的690合金，除在晶界和孪晶端部外，还可在孪晶内部观察到M23C6相析出现象，其析出相颗粒发生粗化的同时，相质量分数也逐渐增加。
• Select
  压铸模具钢4Cr5Mo2V的组织和碳化物的高温行为

  林鹏，孙立国，马党参，周健，迟宏宵

  钢铁研究学报. 2019, 31(8): 762-769. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20180248

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：通过测定4Cr5Mo2V钢在不同冷却速度下的相变膨胀曲线，得到其过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT曲线）及Ac1、Ac3和Ms点温度。结合各相变点和Thermal-Calc分析结果，利用原位观察研究了4Cr5Mo2V钢在升温、保温和降温过程中的组织和及升温过程中碳化物的变化规律。结果表明，4Cr5Mo2V钢的相变点温度分别是：Ac1为820℃，Ac3为855℃，Ms为275℃；升温过程中，Cr23C6先于VC溶解，并在表面产生浮凸和空洞；保温过程中，晶粒长大机制为旧晶界迁移，并使得晶粒发生吞并和长大；连续冷却过程中，4Cr5Mo2V钢马氏体形的生成是以先形成的板条为基准逐步形成彼此平行的板条而构成板条束，或者是先形成的板条可以触发产生另一方向（60°或120°）的板条马氏体，构成多边形等具有几何形状的组织特征。