2016年, 第28卷, 第1期　刊出日期：2016-01-15

  

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综合论述
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  采用TMCP技术的低碳低合金高强钢生产的研究现状及进展

  李大赵，索志光，崔天燮，孟传峰

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 1-7. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20150145

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  TMCP（Thermal Mechanical Control Process）是20世纪钢铁业最伟大的成就之一。TMCP技术是通过控制轧制温度和轧后冷却速度、冷却的开始温度和终止温度，来控制钢材高温奥氏体组织形态以及相变过程，最终控制钢材的组织类型、形态和分布，提高钢材的组织和力学性能。介绍了低碳低合金高强钢基于TMCP的发展历程、研究进展、组织分析，并展望了TMCP技术下低碳低合金高强钢未来的发展方向。
冶炼与加工
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  双层结构对提高含碳球团强度的影响

  梁晨，李家新，龙红明，王平，解成成

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 8-12. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20140426

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  为了提高含碳球团强度，提出了内层为含碳球团，外层为精矿粉的双层结构复合含碳球团新工艺。研究了不同外层厚度球团的强度和金属化率，分析了球团强度形成的机理。研究结果表明：外层厚度适中的复合含碳球团强度能得到有效提高。该复合球团生球落下强度为普通含碳球团的2倍，400℃预热球抗压强度可达147. 6N/个。900℃后，随着温度的增加，球团抗压强度提高，1150℃恒温还原30min后抗压强度为2080 N/个。且研究发现复合含碳球团能有效提高碳素利用率，C/O物质的量之比nC/nO为2∶3的复合球团还原后金属化率可达93. 90%，其中外层金属化率为92. 46%。通过显微结构分析，发现球团还原后外层生成了致密的金属铁外壳，这种外壳的独特力学性能是球团强度提高的主要原因。
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  基于环冷机冷却能耗最小目标的工艺参数优化

  夏建芳，喻向阳，赵先琼

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 13-19. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20140474

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  以冷却能耗理论为基础，对460m2环冷机进行周向分段，借助Fluent平台模拟环冷机内部烧结矿热交换过程，获取一个循环内烧结矿多点温度数据，将其与实测数据进行对比，验证了数学模型正确性。针对孔隙率、非余热回收区入口风速、余热回收区气体入口温度和烧结矿料层厚度等工艺参数，采用控制变量法进行单因素的仿真研究，将模拟结果用冷却能耗理论进行分析，得出各参数对环冷机冷却能耗的影响。运用正交实验法分析上述4个参数，得到了环冷机最优化参数设置。研究结果表明：在最优化参数组合下1t烧结矿温度从650℃降至70℃所需标况风量为1851. 4m3，比实际工况时减少了27. 6%。
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  RH精炼过程Al2O3夹杂物运动和去除的数值模拟

  艾新港，王春松，孟凡童，李胜利，刘海啸，甘雨

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 20-24. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20140417

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  在流场模拟计算的基础上，建立了RH真空精炼过程Al2O3夹杂物运动及去除模型。通过数学模拟计算，分析了RH精炼过程夹杂物运动规律，讨论了夹杂物尺寸、RH吹气量等对夹杂物去除的影响。研究结果表明：同一管径条件下，吹气量为1400L/min时，夹杂物的总去除率最高为66. 1%且最快去除时间为202s，是去除夹杂物的最优吹气量；同一吹气量条件下，下降管内径为700mm时，夹杂物的去除率最高，可达71. 31%，夹杂物去除时间最短，为217s。
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  双辊铸轧热变形及热应力的数值模拟

  潘丽萍 贺铸 李宝宽

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 25-31. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20140363

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  结晶辊内部结构非常复杂，受热发生变形后，辊表面形状变得不规则，因此研究结晶辊温度场、热应力及热变形，掌握其分布规律，对于控制结晶辊的变形，得到均匀的铸带具有重要意义。以结晶辊为主要研究对象，采用热结构直接耦合方法计算结晶辊的温度场、热应力和热变形，为结晶辊的设计提供参考。结果表明，选用Be- Co- Cu作为结晶辊材质，辊转动30s后，辊外表面温度和最大等效应力保持稳定，最高和最低温度分别为198和449℃，最大等效应力为1041MPa；转动300s后，辊内部温度及变形达到稳定状态，辊外表面径向位移都在0. 4～0. 5mm之间。通过对比Be- Co- Cu材质和钢材质的温度和最大等效应力，得出Be- Co- Cu材质更适合于制造双辊的结论。
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  板坯结晶器钢液流动传热和摩擦行为的数值模拟

  俞晟，陈登福，龙海军，龙木军，吕奎，谢鑫

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 32-37. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20140413

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  结晶器摩擦力对连铸顺行非常重要，而钢液流动行为会影响铸坯温度场和保护渣分布，可能对铸坯摩擦力产生一定的影响。利用Fluent软件建立结晶器内钢液流动、传热三维数学模型，并将温度场数据导入Ansys计算铸坯应变，然后根据铸坯- 保护渣- 结晶器摩擦行为数学模型讨论了渣膜润滑情况，对比了不同水口底部形状下结晶器内液态、固态和总摩擦力。结果表明：不考虑水口射流时结晶器总摩擦力比考虑水口时增大约29. 4%；浸入式水口底部形状分别为凸底、平底和凹底3种情况下铸坯窄面中心温度依次降低，凝固壳厚度依次增大，固态摩擦力依次增大，总摩擦力依次增大，液态摩擦力相差较小。
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  2种流程生产的中高碳钢的差异及产生原因

  鲍思前，赵刚，郭金星，彭联，汤顺启

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 38-43. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20140402

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  针对传统流程和薄板坯连铸连轧2种流程生产的中高碳钢的差异进行了对比分析并探究其产生的原因。研究结果表明：与传统流程相比，薄板坯连铸连轧铸坯的冷却速度和凝固速度快，钢中易偏析元素来不及扩散偏聚，非金属夹杂物也不易聚集长大,碳的最大偏析度为1. 16，较传统流程有明显改善, 氧化物、氮化物、硫化物等非金属夹杂物的尺寸较细小但数量明显多于传统流程。同时，由于薄板坯连铸连轧流程具有铸坯加热温度低、在炉时间短的特点，有利于降低铸坯表面碳的扩散速度，减少脱碳量,脱碳层深度小于板带厚度的1. 0%，为传统流程脱碳层深度的30%～60%。
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  热镀锌退火过程中的温度控制策略

  徐小青 ，郝晓东，周石光，刘常升，张启富

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 44-49. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20150168

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  热镀锌退火过程对热镀锌板力学性能有着重要的影响。制定合理的退火温度制度，并精确控制板温，成为实现热镀锌板精准退火过程的核心问题。分析了退火工艺对热镀锌板性能的影响，针对现有退火工艺制定方法的不足提出了基于数据驱动的退火工艺制定方法，该方法能够实现热镀锌板退火工艺的持续优化。同时系统地综述了目前基于模型的热镀锌退火过程板温控制策略，针对热镀锌退火过程特点，提出了具有高适用性的数据与物理模型相混合的热镀锌退火过程温度控制方法，能够实现热镀锌板的精准热处理。
材料研究
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  干湿交替环境下气体组成对低合金钢腐蚀行为的影响

  李灏，杨才福，柴锋，苏航，罗小兵

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 50-57. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20150198

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  参照国际海事组织（IMO）所规定的模拟货油舱上甲板（COT）试验条件，利用专门建立的模拟上甲板环境腐蚀试验装置，研究了货油舱上甲板环境中，不同气体成分对低合金钢的腐蚀行为的影响。观察了低合金钢在不同成分的气体中基体和腐蚀产物的宏观和微观形貌，测定了锈层的物相组成。研究结果显示，在干湿交替环境下，低合金钢在SO2+CO2+O2+N2气体中的腐蚀速率是H2S+N2气体中的5. 7倍；H2S+N2环境下腐蚀产物为FeS，SO2+CO2+O2+N2环境下腐蚀产物为α- FeOOH、Fe2O3、FeSO4 ，且基体表面存在沿晶界发生的沟渠状和酸性液滴造成的斑状腐蚀形貌。
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  26MnB5钢的动态再结晶行为

  郝庆乐，韩静涛

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 58-63. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20150166

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  利用Gleeble- 1500热模拟压缩试验获得了26MnB5钢在880～1000℃、0. 01～10s-1、最大变形55%条件下的真应力- 真应变曲线，研究了26MnB5钢在试验条件下的动态再结晶行为。结果表明：26MnB5的真应力- 真应变曲线在高温、低应变速率条件下出现明显峰值点特征，意味着样品发生了动态再结晶；26MnB5再结晶程度和奥氏体晶粒均匀度随温度的增加或应变速率的降低而提高，而晶粒平均尺寸则表现出先减小后增大的趋势；利用Johnson- Mehl- Avrami（JMA）方程可以建立26MnB5钢动态再结晶动力学模型，模型预测值与实测值基本吻合。
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  不同应力状态下带钢的破鳞机理

  叶东东，陈建钧，王忠建

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 64-70. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20150181

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  利用自主设计的拉矫机对热轧带钢进行不同应力状态的破鳞试验，采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析对破鳞前后氧化皮的表面和界面进行分析，研究了带钢不同应力状态下的破鳞机理。试验结果表明，随着拉应力和压应力的增大，氧化皮全剥落率不断增大，并逐渐趋于稳定，且压应力的破鳞效果强于拉应力；拉应力作用下氧化皮以分层剥落为主，外层Fe3O4发生剥落，内层FeO仅在缺陷处发生少量剥落；而压应力作用下氧化皮以全剥落为主，临界弯曲应力随剥落量的增大而增大。
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  Cr对流动NaCl溶液中普碳钢锈层特征的影响

  姜杉，柴锋 杨才福

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 71-76. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20150170

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  对碳钢和耐蚀管用含Cr低合金钢进行流动加速腐蚀实验，研究了实验钢在流动腐蚀性条件下的锈层结构以及Cr元素对锈层的影响机理。利用极化曲线、SEM、TEM及XPS等分析手段研究了Cr元素对实验钢耐流动加速腐蚀性的影响，以及含Cr钢内锈层的腐蚀形貌，深入分析了Cr在内锈层中的分布及存在状态。结果表明，含Cr钢内锈层致密均匀，Cr元素在内锈层中富集并以Fe2CrO4的形式存在。Fe2CrO4细小的颗粒尺寸是形成致密内锈层的原因，致密的内锈层对基体具有很好的保护作用。
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  40Cr钢应力磁化过程中的磁化反转特征

  段振霞，任尚坤，习小文，袁丽华

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(1): 77-81. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001- 0963.20150193

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  金属磁记忆检测技术是一种可早期检测铁磁构件应力集中程度的新方法，但进一步定量评价和广泛应用的瓶颈问题是复杂的应力磁化反转特征。对40Cr钢圆棒试件在不同最大拉力下进行反复加载- 卸载拉伸试验，测定试件表面某确定点处漏磁场与拉应力的关系。试验结果表明，当试件处于弹性变形阶段时，漏磁场强度与拉应力的变化规律为线性关系；当试件受力超过屈服强度时，漏磁场强度与拉应力的变化规律变为折线，表现为先减小后增大再减小的应力磁化反转现象。随着最大拉力的增大，应力磁化反转极值点位置向较高拉应力方向移动，漏磁场强度最大变化量ΔBmax也逐渐增大。