2015年, 第50卷, 第8期　刊出日期：2015-08-15

  

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综合论述
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  中国超超临界电站锅炉关键材料用钢及合金的研究现状

  王敬忠，刘正东，包汉生，王快社

  钢铁. 2015, 50(8): 1-9.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140685

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  综述了近几年国内用于超超临界火电机组锅炉的马氏体耐热钢、奥氏体耐热钢、镍基耐热合金的研究情况。国内学者们对马氏体和奥氏体耐热钢高温强化机理和生产工艺进行了系统研究，并实现了马氏体/铁素体耐热钢T/P91、T/P92与奥氏体耐热钢S31042、S30432、TP347HFG的国产化，对新型9%Cr马氏体耐热钢展开了研究。对镍基合金的投入和研究还不够，研究内容不够系统，但表现出较好的势头，学者们正对Inconel 740、Alloy 617及其改型合金和Alloy 263合金进行较广泛的研究。对用于超超临界火电机组关键材料的研究提出了建议，展望了国内耐热钢及合金的研究趋势。
冶金工艺技术
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  普矿配加对钒钛烧结矿质量的影响

  周密，姜涛，杨松陶，王艳军，张立恒，薛向欣

  钢铁. 2015, 50(8): 10-15.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140579

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  通过烧结杯制备了全钒钛以及配加一定量印粉（YD）、马粉(MF)及自产普粉(ZF)的钒钛烧结矿，并对其烧结速度、烧损率、成品率、转鼓强度、RDI>3. 15 mm以及软化性质进行了测定及分析。试验结果表明：全钒钛烧结矿质量较差，尤其是RDI>3. 15 mm过低，产率较低，需配加普矿提高其质量及产量。选择普粉时应兼顾其制粒性以及化学成分等，应保证烧结矿中一定量的SiO2、MgO以及Al2O3不宜过高。配加3种普粉均有利于提高烧结速度及提高软化区间，配加自产粉有利于提高钒钛烧结矿的转鼓强度(64. 25%)以及RDI>3. 15 mm ,但降低了成品率；配加印粉有利于提高转鼓强度、成品率，但是降低了RDI>3. 15 mm；配加马粉有利于提高强度和RDI>3. 15 mm ,但是其铁品位低、烧损大。配加13%（印粉+马粉+自产）钒钛烧结矿的指标优于配加6. 5%（印粉+马粉+自产）的钒钛烧结矿。
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  细磨对矿粉特性和造球性能的影响

  蔡皓宇，青格勒 ，张卫东，刘洪松，田筠清，马丽

  钢铁. 2015, 50(8): 16-23.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140575

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  为了研究细磨对矿粉特性和造球性能的影响，利用球磨机对某种粒度较粗的矿粉进行不同程度的细磨，然后按照不同的配比进行混合，制成11种不同粒度组成的矿粉试样，对11种矿粉进行物理性能测试和造球试验。结果表明，随着磨矿时间的延长，细磨后矿粉颗粒形貌变化不大，但细颗粒质量分数增多，矿粉的比表面积增加，毛细水质量分数增加，而分子水质量分数无明显变化规律。矿粉的比表面积与矿粉中细微颗粒（小于10 μm）的质量分数有很大关系。生球的落下强度由比表面积和粒度组成共同决定，当矿粉比表面积为1 500～2 500 cm2/g时，矿粉中大于76. 33和小于10 μm粒级的质量分数为10%～15%，有利于造球和生球落下强度的提高。
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  低碳铝镇静钢铸坯皮下钩状坯壳

  苑鹏 ，邓小旋，姜敏，王新华，冀云卿

  钢铁. 2015, 50(8): 24-33.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140589

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  低碳铝镇静钢铸坯皮下有明显的钩状坯壳，钩状坯壳很容易捕获夹杂物和气泡，使得簇群状氧化铝夹杂和气泡+氧化铝在铸坯的近表层聚集。对低碳铝镇静钢铸坯的宽面、窄面以及角部综合取样，研究分析了铸坯不同位置处钩状坯壳的特征与变化规律。结果显示，在铸坯宽面，中心处钩状坯壳较深；在铸坯窄面，越靠近角部，钩状坯壳越深；在铸坯角部，钩状坯壳呈现三维形貌。此外，提出了钩状坯壳对夹杂物和气泡的捕获机理，认为连铸过程中的Marangoni力对夹杂物和气泡的捕获起着至关重要的作用。此机理很好地解释了钩状坯壳更易捕获大尺寸夹杂物和气泡的原因；根据该机理，提出了减小钩状坯壳捕获大尺寸夹杂物的相关措施。
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  无取向硅钢W800生产过程中夹杂物演变规律

  彭其春，邱雷，邹健，彭明耀，张亮洲，周剑丰

  钢铁. 2015, 50(8): 34-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140615

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  针对210 t BOF- RH- CC工艺生产的无取向硅钢W800，采用氧氮分析仪、扫描电镜、图像分析、大样电解的手段，研究W800生产工艺过程中钢水洁净度的变化及钢中夹杂物数量、尺寸、类型的演变规律。研究表明：钢中w（T［O］）总体上逐渐降低，w（［N］）逐渐增加；钢中夹杂物尺寸大部分集中在0～3 μm，在冶炼过程中夹杂物的数量不断减少；RH精炼过程中钢中夹杂物为Al2O3和少量MgO- Al2O3夹杂；中间包中MgO- Al2O3夹杂数量增加，单独Al2O3夹杂减少；铸坯中的夹杂物主要为AlN、Al2O3和MnS，尺寸在10 μm以下，没有发现单独的Al2O3，铸坯中大型夹杂物主要为脱氧产物、卷入的炉渣与炉衬反应形成的Al2O3- SiO2、CaO- Al2O3- SiO2、CaO- MgO- Al2O3复合夹杂。
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  Q345A(厚)钢板表面微裂纹产生原因分析

  杨浩 陈文满 何宇明 潘时松，潘咏忠 苏刚

  钢铁. 2015, 50(8): 39-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140604

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  钢板表面微裂纹严重影响产品质量。通过微裂纹特征分析、观察铸坯和钢板金相及能谱(EDS)检测、梳理生产过程参数，得出Q345A(厚)钢板表面微裂纹产生的主要原因是连铸结晶器铜板镀层脱落。这一方面会导致铜渗透入坯壳的奥氏体晶界，产生晶界裂纹；另一方面会因热应力不均而产生裂纹，并在含钛等裂纹敏感性强的钢中表现尤其明显。控制措施为：提高结晶器铜板质量，杜绝露铜；加强生产前对镀层铜板和生产后铸坯质量的检查；通过做好保护浇注等措施，提高钢水洁净度。
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  含钒铁水多段组合式预处理工艺

  高海，白瑞国，朱荣，张兴利，田鹏

  钢铁. 2015, 50(8): 45-50.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140653

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  介绍一种将含钒铁水复合喷吹预脱硫、提钒过程脱硅钛及出半钢过程脱磷技术相结合形成的新型含钒铁水“三脱”预处理工艺。通过研究复合喷吹脱硫工艺的喷吹枪位、喷吹速率、脱硫剂配比等参数对脱硫的影响，优化了含钒铁水复合喷吹脱硫工艺，并在提钒过程中实现了脱硅、脱钛。通过对出半钢过程预脱磷技术研究，取得了提高脱磷氧化率、降低炼钢转炉脱磷负担的冶金效果。
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  热轧薄板等间距纵向条纹产生机制及控制策略

  于洋，王林，张喜榜，王畅，陈瑾，焦会立

  钢铁. 2015, 50(8): 51-57.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140698

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  热轧过程引入的带钢表面等间距纵向条纹缺陷，经后工序酸洗、冷轧、连续退火等处理均无法彻底消除，严重影响成品表面质量。通过全流程缺陷演变研究及工艺试验，确认了该缺陷是由热轧精轧末机架工作辊辊面磨削螺旋纹在轧制过程中转印至带钢表面所致。磨削过程中砂轮平面与轧辊辊面曲线的接触匹配不当、磨辊工艺参数不合适等因素会导致磨削螺旋纹的产生。通过优化精轧工作辊CVC辊形及轧辊磨削参数，彻底消除了轧辊表面磨削螺旋纹以及由此导致的热轧薄板表面等间距纵向条纹缺陷。
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  基于改进免疫克隆多目标算法的轧制规程优化

  赵新秋，孟庆刚，杨景明，车海军，

  钢铁. 2015, 50(8): 58-64.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140614

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  针对冷连轧轧制规程目标函数之间存在耦合、相互制约、难以选择目标侧重的问题，采用了一种先优化后选择的方式设定轧制规程。构造了等功率裕度、板形良好和防打滑目标负荷，建立了多目标轧制规程目标函数，采用改进的免疫克隆多目标算法对唐山某钢厂冷连轧机进行轧制规程优化计算。试验结果表明，改进的免疫克隆多目标算法能够很快地收敛到Pareto前沿，并且解集的分布性良好；优化后的不同偏好轧制规程组合可以满足不同的选择要求。与原规程相比，各轧机的利用更加合理，提高了轧机的利用效率，改善了带钢板形和表面质量，并且减少了划痕的产生概率。
钢铁材料
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  大型筒节台阶式临界区正火热处理工艺

  孙建亮，张永振，彭艳，戚向东，郝露菡

  钢铁. 2015, 50(8): 65-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140648

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  针对加氢反应器大型筒节经轧制成形后心部易出现混晶、粗晶组织和当前等温式正火工艺热处理周期长、能源消耗大两大问题，从热处理工艺入手，提出了台阶式临界区正火热处理方案，通过与传统的等温式正火热处理制度下组织和力学性能的对比，得出2次台阶式临界区高温侧正火为最佳的热处理工艺。研究结果表明：2次台阶式临界区高温侧正火消除混晶和细化晶粒的效果优于等温式正火，其热处理后平均晶粒尺寸为18 μm，混晶组织基本消除，回火后渗碳体球化和均匀化效果好；2次台阶式临界区高温侧正火热处理后材料的屈服强度、抗拉强度和-30 ℃夏比冲击吸收功分别为681 MPa、768 MPa和181 J，综合力学性能优于等温式正火；-30 ℃冲击断口均为准解理断裂，其低温冲击断口塑性脊数量明显多于等温式正火热处理，低温冲击吸收功较大；与等温式正火工艺相比，2次台阶式临界区高温侧正火工艺可将正火保温时间缩短30%，正火加热温度降低，大大降低了能源消耗。
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  回火温度和冷却方式对T91钢组织性能的影响

  黄贞益，肖亚，侯清宇，王萍，章小峰

  钢铁. 2015, 50(8): 71-76.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140636

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  结合现场实际情况，为改善T91组织性能而利于后期加工，利用金相观察、扫描电镜及显微硬度试验等手段，研究分析300～780 ℃不同回火温度及回火冷却速度下T91钢的组织及硬度变化规律。试验结果表明，300～400 ℃回复程度低，硬度难以降低；500～600 ℃为碳化物析出敏感区间，大量碳化物在基体弥散析出，在此区间硬度较高且有上升趋势；随着温度从600升高到780 ℃，碳化物沿晶界充分析出，硬度降低。随着回火冷却速度的增加，硬度逐渐降低，以5 ℃/min缓慢冷却经过500～600 ℃敏感区间，碳化物弥散析出，基体硬度较高；以780 ℃回火保温和较快冷却速度（50 ℃/min）进行冷却处理后，快速通过碳化物析出敏感区间，碳化物在基体析出少，硬度明显降低，综合性能满足后续加工。
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  控制冷却对中碳高钒非调质钢组织性能的影响

  陈思联，惠卫军，邵成伟，赵晓丽，董瀚

  钢铁. 2015, 50(8): 77-82.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140691

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  利用Gleeble- 3800热模拟试验机研究了锻后控制冷却对一种胀断连杆用中碳高钒非调质钢37MnSiVS微观组织及硬度的影响。结果表明，冷却速度对试验钢的组织性能具有显著的影响，即随着冷却速度的增加，试验钢中的珠光体体积分数和硬度均逐渐增加；当冷却速度增加到1. 5 ℃/s以上时，组织中开始出现贝氏体组织，硬度不再提高。锻造变形有助于获得细小的组织和较多的铁素体，但使钢的硬度有所降低。试验钢变形后快冷到600 ℃左右进行合适的等温处理，通过大量细小弥散的V(C,N)粒子的析出强化作用，可使试验钢的强度得到显著提高。结果表明，通过控制锻后冷却方式而控制组织及V(C,N)粒子的析出程度可实现对锻件硬度(强度)的差异化控制。
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  屈服强度785 MPa低碳含铜船板钢的组织和性能

  程丙贵，武凤娟，刘东升

  钢铁. 2015, 50(8): 83-88.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140715

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  研究了一种屈服强度大于785 MPa的船板钢，测试了其动态连续冷却相变曲线（CCT），研究了试验钢经控制轧制+直接淬火+回火（DQ- T）工艺处理后的组织性能。结果表明，直接淬火（DQ）钢板组织为板条马氏体（LM），回火后铜、铌元素呈弥散析出。经500 ℃回火钢板的强度最高，冲击韧性（KV2）最低。钢板经710 ℃回火，其组织为二次马氏体（SLM）+铁素体，屈服强度（Re）为810 MPa，抗拉强度（Rm）为 1 066 MPa，伸长率（A）为17%，在-80 ℃下KV2为97 J，达到最佳强韧性匹配。
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  温度对X80管线钢及其焊缝腐蚀行为的影响

  谢飞，许长浩，王丹，吴明，王海燕，谢宏宇

  钢铁. 2015, 50(8): 89-94.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140661

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  利用动电位极化和交流阻抗技术研究了温度因素对X80管线钢及其焊缝在库尔勒土壤模拟溶液中电化学腐蚀行为的影响。结果表明：随着温度的升高，试样腐蚀电流密度呈现先增大后减小的趋势，而且增大的幅度逐渐缩小。当温度为80 ℃时，电荷转移电阻Rt出现极小值，此时试样腐蚀现象最严重。当温度为90 ℃时，电极腐蚀反应受到抑制，金属腐蚀速率明显减小；相同温度下，X80管线钢焊缝的腐蚀程度高于母材，焊缝耐腐蚀性能较差。
技术交流
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  海外油田钢制储罐用牺牲阳极保护技术

  杨朝晖，李健，黄涛，于鸿江，王亮，李向阳

  钢铁. 2015, 50(8): 95-99.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140702

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  通过电化学测试、阳极溶解形貌观察和SEM检测，确定了铝合金牺牲阳极在海外高矿化度、高氯离子含量的油田污水中的最佳配方（质量分数）为Al- 4. 5%Zn- 0. 025%In- 1. 5%Mg- 0. 05%Ti- 0. 015%Ga，并通过极差分析确定了各合金元素对电流效率的影响程度，分析了各合金元素对电流效率的作用机制；模拟试验和现场试验结果表明，选定最佳成分的牺牲阳极在高矿化度、高氯离子含量条件下对油田钢制储罐保护效果良好。