2018年, 第30卷, 第2期　刊出日期：2018-02-15

  

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综合论述
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  稀土Ce改善钢铸态组织与均质性的研究进展

  李根，陆民刚，兰鹏，唐海燕，智建国，张家泉

  . 2018, 30(2): 79-90. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170352

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  概述了钢液中Ce及其化合物的热力学行为，预测了Ce加入钢液后的稳定化合物类型及其变化规律。阐述了Ce化合物粒子及固溶Ce对钢铸态组织的细化机理，并揭示了其细化凝固组织的规律。分析了Ce变质处理对钢铸态成分均匀性的改善效果，及其降低钢中元素偏析的机理。最后指出了稀土Ce改善钢铸态组织和均质性研究中尚未解决的几个问题，提出了该领域未来研究的主要方向。
冶炼与加工
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  回转窑预还原- 氧煤燃烧熔分炼铁技术分析

  高建军 ，万新宇 ，齐渊洪 ，王锋

  . 2018, 30(2): 91-96. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170102

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  针对高炉炼铁存在工艺流程长、焦炭依赖度高、环境污染大等问题，提出了一种回转窑预还原- 氧煤燃烧熔分炼铁新工艺。该工艺具有原料适应性广，不需要消耗焦炭，污染物排放少，适合冶炼特殊铁矿资源等特点。通过建立数学模型，对该工艺进行了数值模拟。计算结果表明，回转窑预还原炉料的金属化率、熔分炉煤气的氧化度和鼓风氧含量对冶炼工艺煤耗和氧耗影响较大，煤粉和氧气消耗随着预还原炉料金属化率的升高，熔分炉煤气氧化度的增大和鼓风氧含量的升高而降低。该工艺对冶炼特殊铁矿资源具有显著优势，可以弥补高炉冶炼的不足，对降低燃料消耗和减少CO2排放具有重大意义。
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  铁口数对高炉炉缸铁水环流的影响

  李东升，刘颖，狄瞻霞，春铁军，龙红明，王平

  . 2018, 30(2): 97-103. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170148

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  高炉炉缸内高温液态渣铁的环流冲刷是造成炉缸、炉底侵蚀的重要原因之一。由于炉缸内状况属于“黑匣子”，目前其内部铁水流动状况没有直接准确的测定方法。基于计算流体力学，在炉缸内不同死料柱的状态下，单、双铁口出铁时，对炉缸内铁水流动行为进行研究，得到炉缸内铁水流线、速度分布情况。模拟结果显示，单铁口或夹角为40°的双铁口出铁时，在死料柱沉坐且中心为碎焦的状态下，炉缸内铁水环流最严重；双铁口同时出铁时，选择铁口夹角为钝角的出铁方式，可以减少铁水对炉缸、炉底的冲刷；死料柱沉坐会加剧炉缸铁水环流，死料柱浮起有利于减缓炉缸铁水环流，但是加剧了其在炉底的流动。
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  电渣重熔过程夹杂物运动行为的数值模拟

  汪瑞婷 ，李光强 ，王强 ，刘昱 ，李宝宽

  . 2018, 30(2): 104-112. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170096

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  采用欧拉- 拉格朗日法，建立三维瞬态数学模型研究电渣重熔过程中非金属夹杂物的运动行为，并考虑重力、浮力、阻力、升力、附加质量力以及独特的电磁压力对夹杂物运动轨迹方程的影响。电磁压力是由于非金属夹杂物与钢液之间巨大的电导率差而产生的，该力可使非金属夹杂物向壁面定向运动，从而促进夹杂物去除。考察了5种粒径的夹杂物在电流强度为1200、1500和1800A时的运动行为和去除率，并进行了实验验证。结果表明，超过90%的夹杂物在渣池与空气接触面和渣池与结晶器侧壁接触面上被捕获，剩余夹杂物仍随熔渣运动，不到4%的夹杂物会穿过渣金界面进入钢锭中。直径大的夹杂物去除率大于直径小的夹杂物。随着电流强度的增加，不同粒径夹杂物的去除率均有所增加。
材料研究
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  带油状态下不同冷轧汽车板的腐蚀行为

  方百友，贺泽邦，范士洋，卢琳

  . 2018, 30(2): 113-119. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170058

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  为了获得高温高湿大气环境中商用冷轧汽车板的腐蚀行为规律，运用电化学交流阻抗谱对3类冷轧态低碳钢进行了对比测试，并对其在模拟仓储环境中的腐蚀行为进行了研究。同时对冷轧板的微观组织、表面三维轮廓，以及带油条件下的润湿状态与腐蚀行为的关系进行了探究。结果表明相同涂油量条件下，590DP钢的油膜电阻与电荷转移电阻均最大，在模拟仓储环境中锈点萌生所需时间最长，这与其表面微观不平度相对应。但在模拟仓储环境中放置6天后590DP表现出相对较快的出锈速度，这与其双相的微观组织结构相关。总之，带油状态下冷轧板表面润湿性差异不大，对其耐蚀性能影响不明显；表面轮廓在腐蚀萌生期的作用较为显著，微观组织差异在冷板发生腐蚀后的影响更大。
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  渗碳体形态对珠光体钢丝拉拔形变的影响

  胡显军，谢骏，周立初，王雷，方峰

  . 2018, 30(2): 120-126. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170031

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  利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机、硬度计对比研究了渗碳体分别? 闫从肭蜃词倍灾楣馓甯炙坷涡伪涔毯托阅艿挠跋臁２闫瓷继逶诶涡伪涔讨斜硐殖鲆欢ǖ谋湫文芰Γ嬗Ρ淞康脑黾樱闫粗楣馓逯鸾パ荼湮宋矗易橹形捶⑾置飨匀毕荨Ｇ蜃瓷继逶谛伪涔讨凶陨聿⒉环⑸湫危嵯蚶畏较蜃⒃谏继?铁素体的两相界面处出现微观缺陷，而这与球状渗碳体钉扎位错引起的应力集中有关。2种珠光体钢丝的强度和硬度均随着拉拔应变量的增加而不断提高，层片状珠光体的拉拔硬化率更高。随着拉拔的进行，钢中开始形成<110>织构。与球状珠光体相比，层片状珠光体组织的<110>织构强度更强，且随着应变量的增大，二者织构强度差越来越大。
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  采用统计极值法评价超低氧轴承钢夹杂物

  田超，刘剑辉，范建文，陆恒昌，董瀚

  . 2018, 30(2): 127-131. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170211

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  详细描述了评价钢材夹杂物的一种方法——统计极值法(SEV)。使用该方法对转炉—方坯连铸流程生产的超低氧(w(［O］)=5×10-6) GCr15轴承钢夹杂物进行了评价。选成品规格分别为60、30mm的棒料，每组选取16个标准视场，每个标准视场面积为280mm2，存在999%的概率认为被检60mm棒料中最大夹杂物的特征尺寸均不大于2577μm；被检30mm棒料中最大夹杂物的特征尺寸均不大于2408μm。通过对比实验结果，对统计极值法的有效性进行了分析，对于同产线生产的同等质量轴承钢，该方法对夹杂物评价结果基本一致，可靠性良好。
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  CSP热轧50CrV4弹簧钢等温相变行为

  达传李，杨庚蔚，毛新平 ，蔡珍 ，余驰斌，何仙灵

  . 2018, 30(2): 132-138. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170053

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  利用Thermecmastor- Z型热模拟试验机，结合金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计等，系统研究了CSP热轧50CrV4弹簧带钢的等温相变行为。研究结果表明，试验钢在680～550℃等温时，奥氏体发生铁素体- 珠光体相变；随着等温温度的降低，等温相变动力学先加快后减慢，铁素体晶粒和珠光体片层逐渐细化，显微硬度不断增加。当等温温度为620℃时，相变完成时间仅需96s。此外，根据Johnson- Mehl- Avrami(JMA)理论建立了试验钢的相变动力学模型，计算了JMA方程动力学参数，获得了50CrV4弹簧钢的TTT曲线，结果表明理论计算值与试验测量值吻合较好。
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  堆焊区域成分、组织和显微硬度的统计分布表征

  李冬玲，杨丽霞，卢毓华，朱跃进

  . 2018, 30(2): 139-143. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170032

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  采用激光诱导击穿光谱原位分析仪、全自动金相和显微维氏硬度分析仪对X80管线钢堆焊融合区的成分、显微组织和硬度进行了统计分布表征。发现堆焊区域不同元素含量分布具有较大差别，Ti在母材与焊材的融合区上有一个环状富集带，而融合区内C的分布没有明显变化。不同融合区域显微组织各异，管线钢基体组织晶粒细小，主要由条块状的铁素体和少量珠光体组成。在热影响区基体的组织发生再结晶，出现较多的粒状贝氏体，在熔敷金属交界处，出现了大量板条状马氏体和贝氏体，且晶粒组织粗大。母材的维氏硬度较焊材低，在融合区内出现了一个硬度较高的环状区域，这与管线钢焊接区域的成分和组织分布密切相关。
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  热处理工艺对低温贝氏体钢力学及搅拌磨损性能的影响

  陶浪，吴开明

  . 2018, 30(2): 144-149. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170050

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  设计了一步和两步低温贝氏体转变热处理工艺，讨论了不同热处理工艺对低温贝氏体显微组织、力学及搅拌磨损性能的影响。结果表明，不同低温贝氏体热处理工艺后试验钢组织均由微纳尺度的贝氏体板条和奥氏体组成。其中，一步低温工艺中随着温度由300℃降至250℃，贝氏体板条尺寸由95nm降至65nm，奥氏体体积分数也由281%减少至199%；两步低温贝氏体转变工艺可显著细化不稳定块状奥氏体，具有优良的强韧性匹配，抗拉强度达到1857MPa，伸长率和V型缺口冲击功分别达到1059%和11 J。与一步低温工艺（300、250℃）相比，两步低温贝氏体转变工艺的搅拌磨损性能分别提高了118%和314%，表现出了更优的搅拌磨损性能，这主要与其更优异的塑韧性有关。
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  冶炼工艺对C- Cr- Ni- Mo不锈钢中夹杂物及其力学性能的影响

  朱梦赟 ，丁恒敏，刘振宝，梁剑雄，胡家齐

  . 2018, 30(2): 150-155. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170082

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  利用Aspex Explorer、扫描电镜及EDAX能谱仪对比研究了真空感应VIM +电渣重熔ESR（工艺1）和真空感应VIM +真空自耗VAR（工艺2）2种双联冶炼工艺对1种C- Cr- Ni- Mo高强度不锈钢铸锭中夹杂物与力学性能影响。研究结果表明，工艺2钢锭中气体的质量分数低于25×10-6，夹杂物主要以形状不规则的Al2O3为主；而工艺1钢锭中气体的质量分数接近100×10-6，夹杂物主要为Cr2O3、Al2O3，分布较均匀，尺寸在5μm左右；工艺1钢锭中氧化物夹杂数量明显多于工艺2，这是由于工艺1钢锭中O含量高所造成的，同时也表现出工艺1试样的冲击韧性及塑性明显低于工艺2。由此可见，采用工艺2可以大幅度降低钢中气体含量，提高钢的洁净度，改善钢的韧塑性。
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  内生氮化物弥散强化合金氮化前组织性能演变

  鞠泉 ，张勇路，童金涛 ，马惠萍

  . 2018, 30(2): 156-160. https://doi.org/1013228/j.boyuan.issn1001- 096320170048

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  内生氮化物弥散强化高温合金是一种新型的高性能燃烧室用高温合金,首先介绍了该合金的研制背景和进展。在此基础上，以典型的内生氮化物弥散强化合金NS163为目标合金，研究了该合金在氮化前热处理过程中组织性能演变。结果表明：合金在900～1250℃温度范围内组织构成简单，为奥氏体基体+MC碳化物。对实验条件下冷轧态板材的再结晶行为进行了系统研究，确定合金成品固溶温度以1200℃为宜,在1200℃固溶后基体平均晶粒度为5级，并表现出优异的冷加工性能和较低的高温抗拉强度。上述结果有助于优化氮化前NS163合金板材的组织状态，同时为合金内生氮化处理后的强化效果评估提供一个基点。