2021年, 第33卷, 第6期 刊出日期:2021-06-19
  

  • 全选
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    综合论述
  • 张朝晖,徐凯强,邢相栋,鲁慧慧,权杰
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 453-460. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200232
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    摘要:烧结矿入炉后,会在高炉上部发生低温还原粉化现象,严重时会影响高炉料柱透气性,破坏高炉顺行。为了改善烧结矿的这一性能,揭示烧结矿粉化机制,归纳了化学成分、添加物、微观结构、外部还原气氛和烧结工艺等对烧结矿低温还原粉化的影响,分析了改善烧结矿低温还原粉化性能的方法,为粉化机制研究、烧结配矿提供参考。
  • 冶炼与加工
  • 刘前程1,2,郑小姣1,2,阴树标1,2,杨晓源1,2,胡兴康3,汪勤峰3
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 461-466. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200219
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    摘要:将炼铁厂高炉喷吹所使用的无烟煤、烟煤、褐煤以不同配比制取混合煤样,对其着火点、可磨性以及燃烧性能进行研究。实验结果表明:每加入5%褐煤后会降低混合煤样的着火点4℃左右;在烟煤、无烟煤混合的煤样中加入15%褐煤会使可磨性指数加权值减少7,但实际值降低了14。加入褐煤后,2种配煤方案中煤粉燃烧性能的主要影响为降低着火温度、提供良好的燃烧环境,对燃尽温度的影响并不明显。在无烟煤中加入大量褐煤会使热值不足、磨煤机能耗较高,且还会给安全生产带来一定影响,相较之下在烟煤与无烟煤的混煤中加入褐煤能够取得更良好的喷煤效果。
  • 陈少飞1,刘小杰1,李宏扬1,卜象平2,吕庆1,刘福龙3
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 467-475. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200222
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    摘要:针对高炉炼铁过程中的数据离群问题,首先根据数据的不同特点对数据类型进行划分,选定针对性数据离群筛选办法,利用河北某钢铁企业的数据样本结合数据的实际状况进行分析,采用全局结合局部多层次的改进型箱线图离群筛选办法,对时序类数据进行筛选;采用以差值、目标参数强关联性数据为条件对Kmeans算法进行优化,对关联性数据的离群值进行筛选;针对周期性统计类数据的分布聚集性特点结合数据实际情况,基于Kmeans算法采用差异化、多层次数据聚类分析,对其进行离群筛选。结果表明:采用的针对性办法对数据的离群筛选效果较为理想,充分验证了方法的可行性。
  • 马艺璇,段生朝,郭汉杰,郭靖
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 476-484. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200209
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    摘要:基于原子分子共存理论(AMCT)建立了计算Al-Si二元熔体及Al-Si-Fe三元熔体结构单元质量作用浓度的热力学模型。针对AlSi二元系熔体,根据FactSage热力学软件计算的活度得到生成复杂分子Al2Si和AlSi的反应的标准摩尔吉布斯自由能的表达式,进而获得了AlSi二元熔体中标准摩尔溶解吉布斯能变的表达式。同时建立了Al-Si-Fe三元系熔体的质量作用浓度计算模型,并与文献报道的结果对比。结果表明:1673~1873K下在全浓度范围内计算得到的Al-Si和Al-Si-Fe熔体的质量作用浓度与前人报道的数据吻合良好。
  • 吕明,李航,谢堃,王建立
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 485-492. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200221
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    摘要:转炉提钒是实现钢钒分离的关键环节,反应动力学条件弱严重影响转炉提钒效果。基于此,提出转炉多元气体喷吹提钒,通过热力学研究了CO2与C、V反应的选择性氧化转化温度,根据物理热及化学热两方面分析了多元气体的综合冷却效果,并利用熔池搅拌能量密度量化了多元气体的搅拌能力。研究表明:利用多元气体喷吹提钒是可行的,CO2的物理和化学冷却效果均强于O2和N2,底吹CO2的搅拌能力大于N2。影响熔池搅拌能量密度的因素由大到小依次为CO2利用率、氧枪枪位、顶吹流量和冶炼温度。
  • 张新全1,吕建平2,3,王晓辉2,刘振宝2,高杰4,金青林2
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 493-502. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001.0963-20210062
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    摘要:为了确定Custom 450钢最佳的热变形区间以指导实际热挤压过程的工艺参数设计,采用Gleeble3800热模拟试验机在真应变为0.2~1.0,应变速率为0.01~10s-1,变形温度为900~1200℃的条件下开展了热压缩试验,确定了该钢发生完全动态再结晶的工艺参数区间;基于热压缩试验结果,采用热力耦合有限元方法对Custom 450钢异形方管在不同挤压工艺参数下的成形过程进行了数值模拟,并依据模拟结果进行实际挤压试验验证,确定了最佳的热挤压工艺。研究结果表明,Custom 450钢异形方管的最佳挤压速度为180mm/s,最佳坯料预热温度为1200℃,依据模拟结果制备的异形方管形状完整,平直度好,具有优良的显微组织与力学性能均匀性。
  • 材料研究
  • 丁清苗1,秦永祥1,崔艳雨1,禹浩2,韩良1,沈陶3
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 503-514. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200161
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    摘要: 交流杂散电流严重威胁埋地管道的腐蚀,尤其是管道涂层出现破损时交流杂散电流的影响更为严重和复杂。为此,采用电化学方法、阵列电极技术(WBE)、扫描电镜(SEM)以及X射线能谱分析(EDS)等研究了不同交流杂散电流密度对剥离涂层下X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明:交流杂散电流对X80钢在土壤模拟溶液中的腐蚀起促进作用,其腐蚀产物以铁的氧化物为主,但交流杂散电流干扰会影响腐蚀产物的成分。此外,在氧浓差电池与闭塞电池自催化效应共同作用下,缝隙内部金属一直处于加速溶解状态,且交流干扰的存在,增强了金属的活性,更利于腐蚀的发生。
  • 吴腾1,2,万湛勋1,杨玉佳1,于思凡1,吴润1,梁文3
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 515-520. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200149
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    摘要:基于汽车轻量化原则,利用热轧大压下+超快冷+弛豫制备得到1200MPa级热轧双相钢(DP),借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等试验手段,研究了终轧温度对试验钢组织性能的影响。研究表明:随着终轧温度增加,铁素体体积分数和晶粒尺寸逐渐减小,马氏体的体积分数逐渐增加;抗拉强度增加,伸长率减小,强塑积减小,屈强比最低为0.56,n值最高为0.13。终轧温度对各相的体积分数、形貌、分布和析出行为有影响,组织中细小的铁素体晶粒、细化的马氏体板条束和弥散的析出相提高了材料的均匀变形能力,综合考虑轧机负荷、生产效率和力学性能,试验钢在该工艺条件下合适的终轧温度可取810~840℃。
  • 许帅,孙新军,梁小凯,雍岐龙
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 521-529. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200115
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    摘要:通过一系列不同厚度的模具浇铸得到不同凝固冷却速率的铸坯,采用腐蚀法结合计算机辅助设计(Creo Parametric)技术重构了高钛耐磨钢中液析TiC在基体中的三维形貌,利用OM和SEM对液析TiC的二维和三维形貌进行对比分析,借助TEM和SAXS研究了凝固冷速对TiC析出的影响。结果表明:液析TiC在空间中的三维形貌以片层状和枝晶状为主,液析TiC的二维形貌可通过截取不同角度的三维形貌获得,二维微观组织中的链状颗粒TiC在三维空间中实际上为树枝状TiC。随着凝固冷却速率增大,实验钢铸态组织细化,二次枝晶间距从161℃/min时的90.5μm减小到1354℃/min时的37.8μm;液析TiC在铸态组织枝晶间分布,随着凝固冷却速率增大,实验钢中TiC的尺寸细化,液析TiC和亚微米级与纳米级TiC的平均尺寸分别从161℃/min时的7.06μm和121.9nm减小到1354℃/min时的3.51μm和65.1nm。提高凝固冷速可以显著细化液析TiC尺寸、改善其分布均匀性,从而为最终产品中TiC的细化和均匀化提供良好的初始组织条件。
  • 荣义1,2,张麦仓3,杨成斌1,2,侯为学1,2,杜金辉1,2,曲敬龙1,2
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 530-538. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210045
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    摘要:结合MTS压缩实验,分析了不同变形温度、应变速率、变形量及变形后保温时间对优质GH738合金再结晶的影响规律;进而,利用光学金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)分析,系统研究了该合金热变形前后的合金的晶粒组织、晶内亚结构、晶粒取向差异和弯曲晶界。结果表明:在实验参数范围内,优质GH738合金在热压缩过程中的再结晶以晶界弓弯方式形核的非连续动态再结晶机制为主,以亚晶旋转方式形核的连续动态再结晶机制为辅;热变形及之后的保温过程中形成的弯曲晶界大部分为普通晶界,少部分为孪晶界;弯曲晶界是取向微偏离CSL点阵的临位晶界发生小面化的结果,其本质是借助晶界位错运动形成的。
  • 徐海峰1,史智越1,俞峰1,张淑兰2,曹文全1
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 539-550. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200151
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    摘要:采用金相、扫描、X射线衍射和电化学等方法研究了合金元素对高氮不锈轴承钢组织性能的影响。结果表明: 钢中加氮细化组织与碳化物,析出相尺寸随着氮含量的增加而降低。高氮不锈轴承钢1030、1050℃淬火后残余奥氏体体积分数达到20%~35%,而且碳氮含量越高,残余奥氏体越多。经冷处理及回火后残余奥氏体体积分数降至7%~103%,由于残余奥氏体的相变强化与碳氮化物析出强化,低温回火硬度约为59HRC,500℃高温回火硬度可达到58HRC~59HRC。高氮不锈轴承钢中析出相细化、基体贫铬区减少及氮钼协同作用,使其耐蚀性能明显优于440C钢,而且钢中氮含量越高,耐蚀性能越好。因此,较高合金含量(C+N)的高氮不锈轴承钢兼具高硬度和优异的耐蚀性能。
  • 刘丹,罗登,汤伟,高海亮
    钢铁研究学报. 2021, 33(6): 551-556. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200153
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    摘要:对高强海洋工程用钢分别经过一次淬火+回火(QT)和一次淬火+两相区淬火+回火(QLT)2种热处理工艺处理后,采用扫描电镜(SEM)、连续冷却转变(CCT)曲线、高分辨透射电镜(HRTEM)等手段对其微观组织、相变特性和Cu的析出相进行了检测,并进行了室温拉伸性能及系列温度夏比冲击性能的测定。结果表明:实验钢在03~20℃/s的冷速下均得到贝氏体组织,随着冷速的增加,钢的转变温度有所降低,这与工业厚板淬火后表面和心部组织硬度存在一定差异的结果相吻合。经750℃在两相区保温并淬火对钢中的软硬相组织进行调控后,实验钢的屈服强度仍达到800MPa以上,屈强比从QT态的0.96降低至0.92以下,较QT态的低温韧性有了显著的改善。在两相区保温后,钢中有大量的Cu粒子析出并粗化,然而在后续回火过程中仍有尺寸在20nm以下的Cu粒子析出,仍可起到一定的析出强化作用。