2019年, 第31卷, 第11期　刊出日期：2019-11-25

  

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冶炼与加工
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  高炉-转炉铁钢界面铁水温降预测建模和分析

  汪森辉1，李海峰1,2,3，张永杰1，邹宗树1,2

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 947-954. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190090

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  摘要：针对高炉转炉铁钢界面间铁水在受铁、运输及预脱硫过程中的散热问题，以铁水温降为研究对象，分析铁钢界面铁水在运输过程温降的影响因素，建立基于极限学习机的铁水温降预测模型。实例研究结果表明，建立的预测模型能够很好地预测铁钢界面铁水运输过程温降，连续预测100罐铁水温降，当绝对误差小于10℃时，铁水温降命中率为87%，预测均方根误差为6.932。对铁水温降的各主要影响因素定量分析表明，铁水温降对受铁温度最为敏感。
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  高炉护炉用钛矿的还原和软熔性能

  孙健1,2,3，储满生1，陈辉2,3，柳政根1，武建龙2,3

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 955-962. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190074

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  摘要：为探究高炉护炉用钛矿的还原软熔性能，利用高温激光共焦显微镜对预还原钛矿的熔化过程进行观察，并对不同钛矿的还原和软熔性能进行了对比分析。结果表明，3种护炉用钛矿的微观结构和物相组成的差异造成了其还原性能和软熔性能的差别。低钛型钛矿相比高钛型钛矿有更好的还原性和软熔性能。综合考虑3种高炉护炉料的还原性和软熔性能，认为使用球团矿P-B护炉对高炉的稳定最为有利。
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  某高铝澳矿对烧结粘结相流动性及脆性矿物的影响

  马旭东，吴胜利，翟晓波，苏立新，吕旭东

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 963-970. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190101

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  摘要：某澳洲具有高Al2O3含量，其铁矿粉价格低廉的特点，成为目前低成本烧结配矿所考虑的矿种之一。但是高Al2O3含量的铁矿粉会导致烧结矿的成品率和转鼓强度下降。为明确该高Al2O3含量澳洲铁矿粉对烧结粘结相的影响，使用微型烧结法和K值法，研究了在不同高Al2O3含量铁矿粉配比下粘结相的液相流动性及高铝脆性矿物的含量。研究结果表明,该高Al2O3含量铁矿粉最低同化温度较高且液相流动性很低。随着高Al2O3含量铁矿粉配比的增加，粘结相的液相流动性降低，高铝脆性矿物的含量升高。为减弱此不利影响，在高Al2O3含量铁矿粉混匀矿配矿结构的基础上，通过测定常用矿的反应性并采用增加高反应性铁矿粉配比的方法，明显提高了粘结相的液相流动性且降低了高铝脆性矿物的含量。
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  Fe-Cr-C金属与CaO-SiO2-MgO-(Al2O3)-CrOx渣反应平衡时渣中Cr含量预测

  赵峥，吴拓，张延玲

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 971-975. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20180296

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  摘要：冶炼不锈钢或高温还原法处理不锈钢工业典型固废时，渣金反应终点渣中残Cr含量 (w(Cr)slag)的高低是评价还原操作经济性以及残渣是否无害的关键参数。借助热化学软件FactSage，计算了Fe-Cr-C熔体中［Cr］的活度、反应体系的氧势及CaO-SiO2-MgO-(Al2O3)-CrOx-O2熔渣的等活度图，并构建了残Cr预测模型，综合讨论了平衡态时金属成分(［Cr］、［C］含量)、熔渣成分(二元碱度、MgO、Al2O3)以及温度对渣中残Cr含量的影响，得到了不同条件下渣中残Cr含量的极限值。实验室试验结果与模型预测结果基本一致，验证了模型的可靠性。
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  单块钢变厚轧制在传统热连轧的开发与应用

  夏小明，张奉贤，张萃，王宁宁

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 976-981. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190112

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  摘要：通过对比2种不同变厚技术方案，确定较优方案为在常规热连轧机上利用监控AGC系统（厚度自动控制系统）。使用一般长度尺寸的一块板坯，由厚规格穿带，一旦完成就通过改变带钢目标厚度，相应改变各机架的压下辊缝，从而达到目标厚度。通过优化精轧负荷分配、卷取区域侧导板控制方式、夹送辊压力、卷筒张力等参数，末架最大轧制力从14190kN降低到12340kN，卷取夹送辊压力由68kN降低到60kN，卷筒尾部张力从450kN降低到390kN，变厚长度可控制在120m之内。利用此技术，2018年已经生产出近8000t由1.5mm变厚到1.2mm的热轧产品，而且这些产品在尺寸与性能上均能满足用户要求。实践证明，在传统热连轧机上采用变厚轧制技术生产薄规格热轧板是可行的。
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  硅含量对低碳贝氏体相变动力学和性能的影响

  刘曼，徐光，田俊羽，魏智睿，张庆枭

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 982-987. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190075

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  摘要：设计了3种不同Si含量的低碳贝氏体钢，进行了不同温度下等温淬火热处理热模拟实验、X-射线衍射和拉伸实验等，研究Si含量对贝氏体相变动力学和贝氏体钢性能的影响。结果表明，随Si含量增加，贝氏体相变量降低，动力学方程参数b减小，n增大。另外，随贝氏体相变温度增加，参数b减小，n增大。而且在较低相变温度下，因Si含量不同造成参数b和n的值的差异更大，说明低温下Si含量对贝氏体相变动力学的影响更大。此外，Si含量越低，因相变温度不同造成贝氏体相变孕育期和完成时间的差异逐渐增大，表明随Si含量的增加，Si对贝氏体相变动力学的影响降低。最后，随着Si含量的增加，试样抗拉强度和伸长率均逐渐增加。研究结果为优化低碳贝氏体钢成分设计、调控其力学性能提供了参考。
材料研究
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  低合金高强钢微观组织转变机制

  徐李军1，时朋召1，张淑兰2

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 988-996. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190063

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  摘要：通过高温激光共聚焦显微镜原位观察低合金高强钢（Q345R）在热循环过程中微观组织演变规律，并结合扫描电镜和纳米压痕，研究不同类型铁素体形核、长大机制及硬度。结果表明，铁素体可在晶界、亚晶界及夹杂物上形核，多边形铁素体及链状晶界铁素体主要在晶界上形核，而侧板条铁素体可在晶界及亚晶界上形核，而针状铁素体则主要在夹杂物及已形成的铁素体上形核，且奥氏体晶界及晶内亚结构尺寸控制了铁素体尺寸；讨论了夹杂物特征参数对针状铁素体形核的影响规律，Al、Mg、Ca、S等元素的含量达到一定比值且尺寸在5μm以下的复合夹杂物更容易成为针状铁素体的诱导核心；硬度实验结果表明，不同类型铁素体组织硬度存在差别，针状铁素体硬度最大可达到4GPa。
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  硫含量对极低屈服点钢组织与性能的影响

  陈润农1,2，李昭东2，张明亚1,王慧敏2，杨忠民2，雍岐龙2

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 997-1003. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190052

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  摘要：采用Gleeble3800热模拟试验机、OM、TEM与Vickers 硬度计，研究了不同变形温度下S含量对极低屈服点钢析出相、晶粒尺寸与硬度的影响；结合拉伸和冲击试验考察了S含量对实验室试轧钢板力学性能的影响。结果表明，不同变形温度下，当S质量分数由0.0018%提高至0.0077%，钢中晶粒尺寸发生粗化，硬度降低，析出相的主要类型由TiC变为Ti4C2S2和TiS，析出粒子的尺寸随之增大，分布数量减小。S质量分数为0.0077%的试轧钢板较S质量分数为0.0018%的试轧钢板具有更低的屈服强度且塑韧性并未降低，其综合力学性能更优且完全满足极低屈服点钢的要求。
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  氢对316H不锈钢拉伸性能的影响

  燕春光1，陈胜虎2，李雅平1，徐海涛1

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 1004-1011. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190058

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  摘要：采用慢应变拉伸试验研究了氢对时效前后316H不锈钢拉伸行为的影响，利用扫描电子显微镜观察了不同氢含量下光滑试样和缺口试样的断口形貌特征。结果表明，热处理状态不会对饱和氢含量产生显著的影响，具体来说，析出相及析出相/基体界面对饱和氢含量影响有限。氢增强了应变诱导的空位的产生，提高了合金的氢致面缩损减，降低了塑性。与固溶态韧窝状的断口形貌相比，时效后的断口形貌呈现“韧窝+二次裂纹+准解理”特征。可以推测，时效形成的σ相/基体界面作为氢的陷阱，其与应力集中共同作用，加剧了氢致塑性的损减。
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  温轧FeCrAl钢退火组织演变对力学性能的影响

  梁小龙1，潘钱付2,3，王辉2,3，郑继云2,3，张瑞谦2,3，刘会群1

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 1012-1022. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190078

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  摘要：研究采用电子背散射衍射技术（EBSD）对温轧及退火态Fe-13Cr-4.5Al-2.2Mo-1.1Nb（质量分数，%）钢的织构、晶界类型和Laves相进行了表征，并讨论了对力学性能的影响。结果表明，300℃温轧变形，70% 的样品出现显著的变形不均匀组织，利用Taylor因子解释了不均匀变形特征，晶粒取向以变形织构α、γ和<100>//ND为主，比例分别为43.3%、39.0%和17.1%，屈服强度和抗拉强度为1298.1MPa和1371.6MPa，伸长率4%。750～800℃退火30～60min后，再结晶晶粒尺寸小于10μm，γ织构比例减少至11.9%～15.5%，此时屈服强度为790～860MPa，抗拉强度为840～890MPa，伸长率为20%左右。1000℃退火5min后再结晶晶粒明显长大，γ织构增加至39.1%，此时屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为567.7MPa、800.7MPa和25.6%。1000℃时随退火时间增加，γ织构增加至50%以上，Laves相的钉扎是γ织构增加的原因。600℃温轧的微观组织和300℃温轧的类似，但屈服强度和抗拉强度略有下降，伸长率增加。
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  耐蚀合金中TiN析出机制

  朱晴，许佳丽，肖海涛，尤静林，郑少波，李慧改

  钢铁研究学报. 2019, 31(11): 1023-1030. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190076

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  摘要：TiN颗粒尺寸及其分布对耐蚀合金性能有明显的影响，因此有必要对TiN在铸坯中的分布及其析出行为进行研究。采用扫描电镜(SEM)、金相显微镜（OM）观察了TiN夹杂物在铸坯中的分布、尺寸及其形貌；基于热力学和动力学理论分析了耐蚀合金铸坯中TiN夹杂物的析出时机及其尺寸，结合试验结果和理论计算明确了TiN夹杂物在凝固后铸坯中的位置和尺寸与析出时机的关系，为控制TiN夹杂物提供理论指导。结果表明，冶炼过程中析出的TiN夹杂物尺寸较大，在凝固过程中被枝晶吞没，位于铸坯枝晶内和等轴晶内；微观偏析计算结果表明，在凝固分数为0.55时，TiN开始析出，最开始析出TiN夹杂物的逐渐长大，长大后的TiN易于被二次枝晶吞没，最终位于铸坯中的枝晶间和等轴晶内，后期析出的TiN则在枝晶间和等轴晶间。固相中析出的TiN夹杂物长大较慢，尺寸细小，最终位于奥氏体晶界。