2020年, 第32卷, 第1期　刊出日期：2020-01-26

  

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综合论述
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  钼在合金钢冶炼中的应用现状和发展前景

  张朝晖，李东林，邢相栋，刘世锋，张光曦，鲁慧慧

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 1-8. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190169

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  摘要：综述了目前国内外钼在合金钢冶炼中的应用现状，介绍了传统钼铁生产工艺，并明确了传统工艺能耗较高、污染严重的弊端。系统分析了采用工业氧化钼直接合金化生产含钼合金钢的方法和优势，针对该工艺存在的氧化钼易挥发等关键问题进行总结，阐述了国内外该领域的研究进展和解决途径，即利用在氧化钼合金化过程中配加CaO等碱金属或碱土金属的方式能够有效抑制氧化钼挥发。最后，进一步分析了钼在不锈钢、低合金钢、工模具钢及其他合金钢中的应用现状和研究进展，提出了钼在合金钢冶炼中的未来发展方向。
冶炼与加工
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  鲕状赤铁矿微波加热还原提铁脱磷机制

  陈雯1，雷鹰2，何文浩3，廖振鸿1，王鑫2

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 9-19. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190130

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  摘要：采用微波加热还原鲕状赤铁矿内配碳球团，考察了还原温度、碱度及添加剂用量对球团含磷组元迁移的影响，对微波碳热还原提铁脱磷机制进行了分析。结果表明，随着还原温度的升高含磷组元逐渐被还原，当还原温度达到1150℃以上时含磷矿物被大量还原，并且富集到还原铁中造成还原铁粉磷含量过高。在较低还原温度下，通过选择合适的碱度和脱磷剂用量，能有效地抑制含磷组元的还原，促进铁氧化物的还原和聚集。实验采用原矿粒度0.8mm、碱度0.8、碳氧摩尔比1.0、钠盐添加剂用量20%（质量分数）、还原温度为950℃保温10min的条件对物料进行还原，将还原物料研磨到0.074mm在65 mT的场强下进行磁选可得到全铁质量分数82.79%、回收率86.49%、P质量分数0.34%的指标，所得到的还原铁粉杂质较少，而含磷物质主要以磷酸盐的形式存在于磁选渣中。
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  中薄板坯流程生产IF钢中包水口结瘤控制

  杨杰1，姚海明2，吴振刚1，高倩云2

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 20-26. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190113

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  摘要：采用扫描电镜、能谱分析等方法，对BOF-RH-CC中薄板坯流程生产含钛IF钢浸入式水口结瘤的原因进行了分析。结果表明，含钛IF钢水口结瘤的原因为水口本体内部的C与SiO2发生反应产生氧化性气体，氧化性气体和钢水中的［Al］、［Ti］反应在水口内壁上形成反应层，反应层促进了钢水中原有的Al2O3和Al-Ti-O复合夹杂物快速向水口内壁沉积。Ti的存在加重了水口结瘤的发生。以全流程氧位控制为目标，通过转炉终点控制、RH精炼、顶渣改质、中薄板坯连铸等工艺优化，使RH出站钢水T［O］质量分数控制在35×10-6以下，中包钢水T［O］质量分数控制在30×10-6以下，水口结瘤现象得到明显改善，单支水口平均连浇炉数由1.2炉提高至3炉，单支水口连浇时间提高到177min。
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  基于轧制过程数据的轧机刚度动态模型

  刘涛1,2，赵明星1,2，李健通1,2

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 27-32. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190120

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  摘要：针对实际轧制过程中轧机刚度变化难以在线测试的难题，对轧制过程进行数据挖掘，提出了基于厚差溯源分析的轧机弹跳和轧机刚度定向挖掘方法。对某650可逆冷轧机的轧制过程数据进行了分析，并深入挖掘了轧机刚度和轧件宽度、轧制速度的关系，建立了轧机刚度的综合动态模型，对提高板厚控制精度具有重要的意义。
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  基于卷积神经网络的钢铁材料微观组织自动辨识

  李维刚1，谌竟成1，范丽霞2，谢璐1

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 33-43. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190147

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  摘要：基于深度学习在计算机视觉上优异的表现，采用深度学习模型对扫描电子显微镜（SEM）所获得的钢铁材料微观组织图片进行自动辨识。提出了适用于钢铁材料微观组织辨识的AlexNet、VggNet、GoogleNet、ResNet改进模型，比较了不同卷积神经网络模型在不同预处理方式下的图片辨识精度，针对从某国家重点实验室收集到的铁素体、珠光体、上贝氏体、下贝氏体、板条马氏体、片状马氏体等6类微观组织图像的数据集进行预测实验，结果表明：与现有技术或人工辨识相比，提出的卷积神经网络能成功辨识不同类型的钢材微观组织,具有较高的适应性和准确度，在测试集上的识别率精度最高可达到100%。
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  双辊铸轧布流过程熔池流场及温度场

  顾佳鑫1，廉法博1，杨建1，高明昕2，宋华1，付丽华1

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 44-51. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190110

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  摘要：双辊铸轧是一种先进的连铸技术，其布流器的布流形式直接影响其产品质量。同时考虑布流器、辊套、熔池、材料非线性和复杂边界条件的基础上，建立了双辊铸轧流固热耦合数值模型，并对熔池流场及温度场的分布规律进行研究。结果表明，熔池在布流器下方和侧面开口附近共存在4处漩涡，且在靠近侧封板一侧存在下凹的高温区。布流器两侧开口宽度对熔池流场及温度场的影响均较大，在侧面和端面开口宽度分别取12和22mm时熔池Kiss点的位置分布较为理想。对布流器两侧开口宽度同时对应调整，有利于控制熔池Kiss点的位置高度。
材料研究
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  蒸汽温度对G115钢氧化行为的影响

  白银1,2，陈正宗1，刘正东1，包汉生1，何西扣1

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 52-59. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190134

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  摘要：研究了马氏体耐热钢G115在600～700℃的蒸汽氧化行为。通过对氧化增重的测量得到了不同温度下的氧化动力学曲线。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)及其附带的能谱仪(EDS)对氧化皮的形貌和结构进行了分析。氧化增重结果表明，G115钢600℃的氧化速率显著低于650和700℃。650℃前150h的氧化增重比700℃低，后期反而比700℃的氧化增重更高。氧化皮形貌和结构的观察结果表明，600℃形成的氧化皮由氧化皮外层、氧化皮内层和内氧化区组成，氧化皮中无明显的富Cr层。在650和700℃氧化时，早期的氧化皮中含有内氧化区，但内氧化区随着氧化时间延长而逐渐消失，外氧化的富Cr在氧化皮/基体界面附近形成。700℃时内氧化区向外氧化层的转变比650℃更快。升高温度一方面使扩散系数提高而加速整体氧化速率，另一方面降低了外氧化转变所需的Cr临界值而促进外氧化富Cr层形成，进而延缓氧化。总的来说温度对G115钢的蒸汽氧化行为具有复合影响。
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  Nb对2000MPa桥索钢再加热过程中组织变化的影响

  冯路路1,2,3，吴开明1，李萍萍2，陈姝敏2，鲁修宇4，乔文玮3

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 60-65. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190121

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  摘要：针对不同Nb含量的2种桥索钢，采用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和硬度测试仪对其在箱式电阻炉连续加热过程中的组织演变和水冷淬火后的硬度进行了对比分析。结果表明：Nb元素可以细化桥索钢的原始组织，使其存在大量的铁素体和渗碳体的晶界，在连续加热过程中的开始阶段提供更多的奥氏体形核位置，使得奥氏体逆共析转变的起始温度降低，而终了温度升高，逆共析转变区域增大。同时，Nb元素形成的碳化物在加热阶段对奥氏体晶粒的长大具有拖拽作用，降低桥索钢在奥氏体形核后的长大速度，使得淬火后得到马氏体的硬度值降低，因此需要较高的温度来溶解合金碳化物使桥索钢充分奥氏体化。
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  热输入对DP980激光焊组织和力学性能的影响

  翟战江1,2，曹洋1,3，赵琳1，彭云1，田志凌1，朱娇4

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 66-73. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190119

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  摘要：为了研究DP980钢的焊接性能，采用3种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明，熔融区为板条马氏体，热影响区为马氏体、铁素体和回火马氏体，随着热输入增加，上下表面的熔宽逐渐增大，强塑积逐渐减小，热影响区的软化程度逐渐恶化。从熔融区到母材，显微硬度的变化趋势是先降低后升高。焊接接头静态拉伸失效位置均在亚临界热影响区，拉伸断口为韧性断口，随着热输入增加，杯状韧窝逐渐转变为较大的抛物线状韧窝，通过分析不同热输入条件下焊接接头的静态拉伸应变场云图，可知在塑性变形阶段，熔融区两侧呈双峰形貌，随着热输入的增加，软化区的面积逐渐增大，颈缩易出现在熔融区两侧的软化区部位。
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  变形温度对CSP热轧65Mn带钢相变行为的影响

  易航1，杨庚蔚1，毛新平1,2，赵刚1，徐耀文1，鲍思前1

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 74-80. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190131

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  摘要：利用ThermecMastor-Z型热模拟试验机模拟CSP工艺条件，辅以金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和维氏硬度计等，研究65Mn钢的连续冷却转变规律及变形温度对其等温相变的影响。绘制了65Mn钢的动态CCT曲线。结果表明，当轧后冷速小于2℃/s时，试验钢可获得铁素体和珠光体组织。随着冷速的增大，试验钢中将出现贝氏体和马氏体组织，硬度增大。当冷速大于40℃/s时，试验钢中的组织全为马氏体，硬度达到67805HV。此外，在研究不同变形温度对65Mn钢等温相变的影响时发现，第2道次变形温度为920℃时，珠光体组织多呈片层状，硬度为271.86HV；随着变形温度的降低，试验钢中铁素体含量增加，珠光体球化趋势明显，粒状珠光体含量增多。当变形温度下降至860℃时，试验钢的硬度降低至252.21HV，有利于其后续深加工。
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  微观组织和氢陷阱对抗硫管氢扩散系数的影响

  钟彬1,2，陈义庆1,2，高鹏1,2，吕家舜2，李琳1,2，伞宏宇1,2

  钢铁研究学报. 2020, 32(1): 81-87. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190135

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  摘要：利用激光共聚焦显微镜（LCSM）和电化学工作站对油井管的微观组织和氢扩散性能进行分析，利用透射电镜（TEM）对油井管的析出相和位错进行分析。结果表明：油井管的微观组织为回火索氏体，调质处理改变了油井管的微观组织和氢陷阱状态，进而改变了氢扩散系数。随着调质次数的增加，强度先升高，后降低，氢扩散系数先缓慢增加，然后成倍数增加。2次调质处理后，高密度位错和弥散析出相的交互作用较强，位错和晶界组成的短路扩散为氢扩散的主要路径；3次调质处理后，位错密度降低和析出相数量减少，短路扩散效应失去作用，沿着晶粒内部扩散成为氢扩散的主要路径。经过2次调质处理的油井管具有组织均匀、晶粒细小，位错密度高和析出相细小弥散的特点，具有最佳的力学性能和较低的氢扩散系数。