2015年, 第27卷, 第8期　刊出日期：2015-08-15

  

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综合论述
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  汽车用弹簧钢线材夹杂物的控制

  孟耀青 ，　郑永瑞 ，　赵昊乾

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 1-6. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140231

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  汽车轻量化发展伴随着汽车弹簧使用强度的提高，从而对钢中夹杂物的要求也越高。通过分析典型的汽车弹簧对线材中夹杂物的要求，介绍了国外弹簧钢线材先进生产企业的冶炼工艺，综述了目前国内外关于弹簧钢中夹杂物的研究报道，可为国内弹簧钢线材生产企业开发或改进汽车用弹簧钢线材提供参考。
冶炼与加工
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  单种铁矿性能评价体系的设计与开发

  龙红明，　夏序河，　王　平，　张向阳，　钱立新，　吴雪健

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 7-10. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140219

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  针对国内外各种铁矿石性能差异较大的现状，为了更合理有效地评价和利用各种铁矿资源，将单种铁矿分为块矿、球团矿、富矿粉和精矿粉4 种类型，并根据提供的铁矿数据设计了简易型和科学型2 种评价模型，建立单种铁矿性能综合评价体系。结合某钢厂的烧结、炼铁生产实际参数，采用Visual Studio 开发模型软件，对各种铁矿石做出快速、定量的综合评价，直接计算出最佳的采购参考价格。经企业应用表明，模型计算结果准确度高，为降低炼铁成本，提高生产效率提供了理论和技术依据。
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  粉煤直接熔融还原高磷铁矿的非等温分布动力学

  范国锋，　彭丽玲，　王　华

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 11-16. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140209

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  针对单一计算几个活化能无法准确揭示还原过程全貌的问题，采用非等温热分析方法对粉煤直接熔融还原高磷铁矿的过程规律进行了研究，利用多重扫描法结合Starink 方法对还原过程的动力学参数( 表观活化能，频率因子) 进行了改进计算，提出一种表观活化能的分布函数及频率因子的分布动力学模型及方法；该模型分别从活化分子和碰撞理论角度有效地揭示出高磷铁矿直接熔融还原过程的能量转化机理及阶段特征，为云南省高磷铁矿的进一步开发提供参考以及其他矿产资源的开发在理论研究上提供方法借鉴。
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  铝钙型预熔精炼渣的黏温特性和熔化温度

  许继芳，　张捷宇，　苏丽娟，　盛敏奇，　翁文凭

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 17-23. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140208

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  通过黏流活化能与温度的关系分析了wMgO 、wCaO/wAl2O3 和wSiO2 对铝钙型预熔渣液相线温度的影响，并通过熔点实验和FactSage 热力学计算软件对研究结果进行验证，对比分析熔化温度和黏温特性的区别和联系。结果表明：铝酸钙型预熔精炼渣中，wMgO 、wCaO/wAl2O3 和wSiO2 对黏温特性估算的液相线温度的影响比较显著，总体趋势表现为先降低后升高，其中，wMgO 为4%~6%，wCaO/wAl2O3 为0.8~1.0，wSiO2 为6%~10% 时，能显著改善熔渣的熔化性能，变化规律与理论分析一致。通过熔渣黏温特性可以较为准确地估算液相线温度，估算的液相线温度介于FactSage 计算的液相线温度与实验测定的半球点温度之间。
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  微小相去除夹杂物的水模型实验

  倪　冰，　杨　勇，　贺　庆，　孟华栋，　刘　浏

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 24-28. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140201

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  采用水模型实验模拟了钢包钢水中微小相去除夹杂物的现象，利用高速摄像仪和图像处理技术分析了小气泡和夹杂物模拟物的运动行为，并且进行了净化剂和3 种制球方式去除夹杂模拟物的实验，分析了气泡发生方式去除夹杂物的效果和原因，以提高钢水洁净度。结果表明：加入净化剂后，促进了夹杂物的去除，发现了气泡捕获多个夹杂模拟物的现象。在不同时刻，夹杂模拟物的去除率比没有产生小气泡时的去除率要高，平均提高13.66% 。在3 种气泡发生方式中，由于气泡生成时对内核材料的冲击作用，促进了净化剂的裂解，使得以外层净化剂加内核模拟物方式形成的复合球体最容易产生小气泡，夹杂物去除率100%，效果最好。
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  热闷钢渣的矿物学特征及其硅酸钙相析出规律

  吴启帆，　包燕平，　林　路，　徐国平，　程慧高，　黄　毅

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 29-33. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140204

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  为提高热闷钢渣的资源化利用水平，利用X 射线荧光光谱仪、X 射线衍射仪、扫描电镜和能谱分析仪对3 家钢厂热闷钢渣的矿物学特征进行研究，并用热力学软件FactSage 对其冷却过程中硅酸钙相的析出情况进行研究。结果表明，热闷钢渣的主要物相组成为硅酸钙相、RO 相及铁酸钙相。热闷钢渣物相的晶体发育较好，晶体尺寸较大，硅酸钙相晶体的形状也较为规则。在平衡冷却的过程中，硅酸钙依次以α-C2S、α,-C2S、C3MS2 固溶体以及γ-C2S 的形式析出，α-C2S 在1 510 ~1 520 ℃析出，α,-C2S 在1 440 ℃析出，C3MS2 固溶体在1 200~1 300 ℃析出，而γ-C2S 的析出温度则随C3MS2 固溶体析出量的不同变化较大。
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  316LN 不锈钢管道热加工过程的加工图及可加工性

  何　岸 ，　杨晓雅，　谢甘霖，　王西涛

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 34-37. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140324

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  建立了316LN 超低碳控氮不锈钢管道的热加工图，并确立了最适宜热加工的工艺范围。利用Gleeble-3500 热模拟实验机进行热压缩实验，用以模拟316LN 超低碳控氮不锈钢的热加工过程。实验的温度范围是1 173~1 473 K，实验的应变速率范围是0.001~1 s-1 。利用热压缩模拟实验得到的真应力-真应变数据，分别绘制出了材料能量耗散效率图和材料失稳图，并将二者叠加绘制出了316LN 超低碳控氮不锈钢的加工图。从绘制出的图形可以看出，当温度为1 375~1 450 K 、应变速率为0.01~0.1 s-1 时，该材料的能量耗散效率达到最大值41%，此时发生了明显的动态再结晶。因此，该区域被确定为316LN 超低碳控氮不锈钢热加工的最佳工作范围。
材料研究
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  P110 油管钢在压裂过程中的冲蚀行为

  马文海 ，　段永刚，　王治国，　李　臻，　窦益华

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 38-43. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150052

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  大庆徐深气田在大规模压裂改造过程中，高速携砂压裂液对油管造成了严重的冲蚀，导致压裂施工风险增加。采用自主研制的喷射式冲蚀实验装置，以质量分数为0.2% 的胍胶压裂液和石英砂形成的液固两相流体为介质，研究了压裂液流速、液体入射角对P110 油管钢冲蚀行为的影响。研究表明，随压裂液速度的增加，冲蚀速率并非呈线性关系增加，而是存在“临界”流速，超过此流速时，油管钢冲蚀速率会以指数形式增长；油管在胍胶压裂液中的材料损伤机理为“微切削”与“冲击锻打”2 种机理并存，在液体入射角为45°时冲蚀速率最大。通过上述研究拟合得到的冲蚀速率计算模型，可预测出P110 油管钢在注入不同液体量后，其壁厚损失随压裂液排量的变化。研究结果为徐深气田油管在大规模压裂施工中的安全评价提供了有力支撑。
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  无抑制剂取向硅钢的再结晶织构与析出物

  吕　科 ， 李　军 ， 赵　宇 ， 李　波

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 44-49. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140446

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  摘要：采用无抑制剂法制备取向硅钢，并采用XRD 、TEM 等方法对无抑制剂取向硅钢热轧到初次再结晶阶段的织构与析出物进行了研究。实验结果表明，热轧板的织构主体为γ 线织构，并含有少量的立方织构{100}<001> 和Goss 织构{110}<001>；常化后立方织构{100}<001> 减弱，织构的主体为γ 线织构；初次再结晶退火后织构主要由γ 线织构及少量的α 线织构组成。通过对第二相质点的观察发现，析出物主要由铁的氧化物和硅的氧化物组成，均不是抑制剂，说明该取向硅钢并不是依靠第二相质点来抑制初次再结晶晶粒长大的。
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  Ti-V 复合低碳钢在回火过程中MC 型碳化物的析出与强化行为

  康俊雨，　孙新军，　李昭东，　雍岐龙

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 50-54. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150048

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  摘要：利用维氏硬度计、OM( 光学显微镜)、EBSD( 电子背散射衍射) 和TEM( 透射电子显微镜) 对在600 ℃回火不同时间后的Ti-V 复合微合金化马氏体钢的维氏硬度、微观组织及析出相随回火时间的演变进行了研究。结果表明：随回火时间的增长，实验钢的硬度变化为先下降后上升再下降。前期由于位错密度降低，引起实验钢硬度下降。回火开始后，由于析出相的沉淀强化作用，硬度逐渐上升，并在回火1h 时达到峰值。回火1h 后，析出相开始粗化并引起位错密度降低，实验钢的硬度又开始下降，并在100 h 时达到最低值。在回火过程中析出相的形状和尺寸都发生了明显变化。在回火1h 时实验钢的主要强化机制为沉淀强化，沉淀强化增量占总强度的34.9%，而在回火100 h 时沉淀强化仍是钢中的主要强化方式。
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  热处理工艺对Ni-Bi 合金晶界硬度影响的纳米力学探针分析

  温培刚，　马　俊，　赵建斌，　孟　晔，　郑　磊

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 55-58. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150129

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  晶界脆化问题一直是提高金属材料服役性能所必须关注的重要问题，但目前并没有直接的实验方法来确定晶界的硬度，因而也无法直接判定晶界的脆化状况。以经过不同工艺热处理的Ni-Bi 二元合金为研究对象，利用光学金相显微镜和透射电镜观察了合金的微观组织，同时利用纳米力学探针进行了合金晶界和晶粒基体载荷—位移曲线的测定，并计算出了晶界和晶粒基体硬度的变化规律。结果表明，Ni-Bi 二元合金的晶界和晶粒基体都不存在沉淀相；晶界硬度要低于晶粒基体的硬度，而且时效时间较长的合金，其晶界硬度更低。由此，确认了纳米力学探针在测量晶界脆化方面的可行性，并分析确定了晶界软化的原因：Bi 的晶界偏聚。
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  回火温度对TiC 增强耐磨钢TiC 粒子析出行为的影响

  王墉哲，　刘俊亮

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 59-63. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150041

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  通过对新型TiC 增强耐磨钢进行在线回火热模拟试验，采用扫描电子显微镜(SEM) 结合能谱INCA Feature 功能分析了回火温度对TiC 粒子体积分数和尺寸分布的影响。结果表明：与未经热处理的试验钢相比，回火后钢中TiC 析出相的体积分数有所增加。但温度较低时(500 ℃)，析出相增加不明显且小尺寸粒子(1~3 μm) 所占比例偏低，大于5 μm 的析出相所占比例高。随回火温度的增加，高于550 ℃后，析出相总量显著提高，同时尺寸分布在1~3 μm 范围内的粒子所占比例明显增加，650 ℃回火时，达到72% 左右。且粒子的最大尺寸及其比例均下降。因此，500 ℃回火主要有利于TiC 粒子的粗化长大，而温度超过550 ℃后则TiC 粒子的形核、析出过程更加显著，粒子尺寸较小。
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  终轧温度对热轧高强集装箱用钢组织及性能的影响

  李文远，　刘　锟，　惠亚军，　刘晓翠，　刘　杰，　李正权

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(8): 64-69. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150007

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  利用金相显微镜、扫描电镜以及透射电镜等检测设备，研究了不同终轧温度对高强集装箱用钢的组织、性能及第二相粒子析出行为的影响。研究结果表明; 不同终轧温度下高强集装箱用钢的组织均由铁素体和少量珠光体组成，铁素体晶粒度均为13.0 级；850 ℃终轧与890 ℃终轧相比，屈服强度与抗拉强度分别提高32 MPa 与26 MPa 。理论计算与透射电镜观察结果表明：高强集装箱用钢强度的提高主要是因为850 ℃终轧时第二相粒子的形核率更高、析出数量更多、粒子间距更小，析出强化效果更加显著。