2020年, 第32卷, 第4期　刊出日期：2020-04-25

  

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综合论述
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  先进高强度汽车用钢氢致延迟断裂研究进展

  陈亚军1，邝霜2，赵征志3

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 265-272. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190273

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  摘要：随着汽车、机械装备、航空航天、船舶等工业领域的快速发展，降低成本、提性减重、实现节能减排已成为各个行业为之努力而奋斗的目标，而高强度钢材是实现汽车工业产品轻量化和安全性的重要依托。然而，随着汽车用钢强度的不断提升，氢致延迟断裂问题越发突出，已经成为阻碍高强度汽车用钢广泛应用的一个关键因素。主要介绍先进高强度汽车用钢（热成形钢、双相（DP）钢、淬火配分（Q&P）钢）最新的研究成果，并对其氢致延迟断裂特性、机制和测试评价技术方法等方面做了简要介绍，为相关领域的研究人员提供参考。
冶炼与加工
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  ZnO对焦炭与CO2反应的影响

  朱斌1,2，周进东1,2，吕小东1,2，赵龚池1,2

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 273-280. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190180

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  摘要：锌作为有害元素，在高炉内循环富集给生产带来了一系列不利影响。采用醋酸锌水溶液浸泡法向焦炭中添加ZnO，研究了ZnO对焦炭与CO2反应的影响，采用3D光学数码显微镜对焦炭进行了微观观察，并对反应后焦炭表面形成物进行了XRD分析。结果表明，ZnO对焦炭与CO2反应有一定的催化作用，但焦炭表面的ZnO含量过高会降低其催化作用，其主要原因是ZnO和焦炭灰分中的SiO2很容易形成Zn2SiO4，并会在焦炭表面形成一层壳状物，堵塞焦炭气孔，阻碍焦炭与CO2的进一步反应。此外，锌蒸气较CO2更容易进入焦炭内部，并在其中发生还原与氧化循环反应，对焦炭内部结构造成破坏，从而影响焦炭反应后强度。
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  活性焦法烧结烟气脱硫率影响因素统计解析

  张威力1，吴胜利1，胡中杰1,2

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 281-288. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190187

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  摘要：为明确影响活性焦烧结烟气脱硫的主要因素，通过模拟试验和生产数据统计分析探究脱硫塔自上至下脱硫率变化趋势和各运行参数对脱硫率的影响。模拟试验表明，循环使用后的活性焦孔隙结构更加发达，表面含氧官能团含量增加，进而其初期脱硫性能低于新鲜活性焦，后期优于新鲜活性焦。错流式脱硫塔自上至下脱硫率先后经历100%、快速降低、缓慢降低等过程。生产数据统计分析表明，脱硫率与SO2质量浓度、O2体积分数、H2O体积分数、NH3与NOx物质的量之比、解析温度呈正相关，与活性焦床温度、体积空速呈负相关。其中，SO2质量浓度、体积空速、活性焦床温度对脱硫率影响最大。运行参数之间存在多重共线性现象，烧结漏风率升高或空气补加量增加将引起诸多运行参数的变化，但总体上有利于脱硫率的提高。
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  微粒嵌布难选金红石矿煤基深度还原热力学

  赵凯1，王彬1，张巧荣1，纪海健2，白丽梅1，师学峰1

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 289-296. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001.0963-20190191

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  关键词：金红石矿；深度还原；配碳比；KOH；K2CO3
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  IMCT模型和KTH模型在S50C钢脱硫实践中的应用

  周旗旗1，李积鹏1,2，程树森1，刘凯1，刘钊1

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 297-303. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190174

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  摘要：脱硫是LF精炼的主要任务之一，基于酒钢S50C中高碳钢的开发，对S50C钢LF精炼过程硫容量、硫分配比的计算方法进行了研究。主要利用IMCT模型和KTH模型对LF精炼渣的渣钢硫分配比进行计算，并通过工业试验对计算结果进行验证。结果表明，IMCT模型和KTH模型的计算值均能表现从LF到站到LF出站的过程中脱硫反应向着平衡的方向发展，但是KTH模型的计算结果更为准确。因此，对IMCT模型进行了修正，修正后的模型也能较为准确地计算出LF精炼末期硫分配比。最后计算了CaF2含量对硫容量的影响，结果显示CaF2含量对平衡硫容量的影响较小。
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  板坯连铸结晶器水口优化数理试验研究

  邹涛1，战东平1，张慧书2，李大亮3，韩建林3，刘西峰3

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 304-310. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190195

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  摘要：采用1∶22水模型试验与数值模拟对结晶器浸入式水口结构的改进与优化进行探究。通过不同铸坯断面下C型水口与A型水口对结晶器流场影响效果的比较可以得到，水模试验中，C型水口较A型水口波高平均下降48.99%，冲击深度平均减少1.94%，卷渣程度平均降低80.24%，液面裸露最大宽度平均下降67.39%；数模试验中，C型水口自由液面平均最大流速vCmax=0.39m/s大于A型水口自由液面平均最大流速vAmax=0.23m/s；水模试验与数模试验结果一致，C型水口在稳定结晶器液面、减少卷渣方面均优于A型水口。
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  铜渣煤基直接还原过程中的铁物相转变

  张汉泉，高王杰，胡超杰，余洪

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 311-321. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001.0963-20200203

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  摘要：采用直接还原工艺回收铜冶炼渣中的铁，对不同温度下铁物相的转化以及金属铁颗粒的长大规律进行分析。通过对铜渣进行配料造球煤基直接还原焙烧弱磁选处理，得到了直接还原铁精矿指标随时间及温度的变化。结果表明，在焙烧温度1300℃，焙烧时间30min的条件下得到了TFe质量分数为91.55％、金属化率为92.99％及回收率为82.99％的铁精矿。对不同还原温度下铁精矿分析表明：1050、1100、1150℃均生成了金属铁，但还原度及TFe含量较低。1200℃时发现有Fe2C5及SiC相的生成，形成的CaSiO3·FeSiO3液相影响了还原过程。1250℃时生成了Fe3C，但Fe2SiO4会与CaO形成低熔点矿物。1300℃时精矿中含有大量金属铁，但也形成了低熔点化合物，增加了后续处理的难度。金属铁颗粒首先出现在矿物颗粒失氧而产生的裂纹及孔洞的边缘，金属铁小颗粒被大颗粒吸收并聚结长大，金属铁经过斑点状蠕虫状仙人掌状的转变最后形成致密的金属铁层。
材料研究
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  Nb-Ti微碳深冲双相钢的连续冷却转变规律

  曹京华1，潘红波2,3，章静1，张腾飞2，李旭冬2，刘伟明2,3

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 322-328. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190182

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  摘要：通过连续冷却实验研究了NbTi微碳深冲双相钢在不同冷却速率下的显微组织变化规律。并结合显微组织、热膨胀曲线以及实验钢的硬度值绘制出实验钢的CCT曲线。结果表明，实验钢的CCT曲线由铁素体、珠光体与贝氏体区组成，其中铁素体和贝氏体的区域较大，覆盖冷却速度范围较广。实验冷却速率下未出现马氏体组织。在05～1℃/s的慢冷速下，组织由铁素体和珠光体组成；当冷速增加至3℃/s时，贝氏体开始出现，珠光体消失。当冷速在5～10℃/s范围内时，获得铁素体+贝氏体双相组织；当冷速大于10℃/s时，铁素体相变消失，此时为纯贝氏体转变。热处理过程中若想获得一定量的马氏体组织，退火温度宜设置在820～900℃双相区较低温度范围，使合金元素充分富集于少量奥氏体中，在随后冷却过程中此奥氏体转变为马氏体组织。
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  电熔增材制造16MND5钢的低周疲劳特性

  秦卓1,2，何西扣1，刘正东1，许斌3，宋丹戎3，卢迪4

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 329-334. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190148

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  摘要：电熔增材是一种新型重型金属3D打印技术，使用该技术制造的16MND5钢是一种新型材料，对其低周疲劳特性进行系统研究，对推动该技术在核电压力容器上的应用具有重要的指导意义。对电熔增材制造16MND5钢进行了低周疲劳试验研究，试验温度为室温和350℃，采用轴向总应变控制方式，应变比R=-1，应变范围±0.2%～±0.8%。对试验数据进行拟合计算，获得电熔增材制造16MND5钢的应力应变曲线、应变-寿命曲线和低周疲劳设计曲线等。采用扫描电子显微镜对疲劳试样断口进行了观察，结果显示电熔增材16MND5钢的低周疲劳断口存在多个裂纹源，裂纹扩展区为一系列相互平等的疲劳条带，扩展区同时存在着蠕变孔洞和二次小裂纹，最终断裂区属于韧性断裂。
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  高强度油井管钢中的Nb偏析及形成机制分析

  田研1,2，赵明纯2

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 335-343. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190183

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  摘要：研究了含Nb高强度油井管钢连铸坯和管材的Nb偏析行为。利用OM、SEM、EDS、EMPA等手段，揭示了含Nb高强度油井管钢连铸圆坯中存在的富Nb、富C点状缺陷及其与管材内壁出现的条带组织中大尺寸NbC的对应关系。从Nb、C元素含量与其固溶度积间的关系分析了Nb的偏析机制。分析认为，大尺寸NbC是由于Nb的分配系数小，在连铸坯凝固后期枝晶间大量富集所形成。经固溶度积计算，富集的Nb含量可高于基体的54倍。
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  高强度油井管钢中的Nb偏析及形成机制分析

  田研1,2，赵明纯2

  钢铁研究学报. 2020, 32(4): 344-350. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190183

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  摘要：研究了含Nb高强度油井管钢连铸坯和管材的Nb偏析行为。利用OM、SEM、EDS、EMPA等手段，揭示了含Nb高强度油井管钢连铸圆坯中存在的富Nb、富C点状缺陷及其与管材内壁出现的条带组织中大尺寸NbC的对应关系。从Nb、C元素含量与其固溶度积间的关系分析了Nb的偏析机制。分析认为，大尺寸NbC是由于Nb的分配系数小，在连铸坯凝固后期枝晶间大量富集所形成。经固溶度积计算，富集的Nb含量可高于基体的5.4倍。