新质生产力是推进新型工业化的主导力量,对国家新型经济体制的构建及高质量发展具有重要作用。分析了高等学校与发展新质生产力之间的相互促进与相互支撑关系,并强调高等学校和钢铁企业应在各自领域充分发挥其育人优势,围绕基础研究、工程技术等方面加强人才培养,是实现中国式现代化对人才需求的关键一招、破题之举,同时从加快发展新质生产力与钢铁行业高质量发展的辩证关系入手,深入分析了新质生产力对钢铁行业高质量发展的价值意义,集中体现在以创新驱动钢铁行业生产模式迭代升级和产业结构优化调整,进而推动行业整体向价值链高端跃升;阐明以发展新质生产力推动产业向智能化、绿色化、高端化的方向升级发展,以新质生产力来支撑战略性新兴产业和未来产业等国际竞争的关键环节和焦点领域;围绕构成新质生产力的新型劳动者、新型劳动资料、新型劳动对象等要素,着重阐释了推动钢铁行业高质量发展的要素保障,最后从新型生产关系的迭代更新角度出发,聚焦发挥新型举国体制优势,形成有为政府、有效市场与有机社会三者融合互促的体制机制,提出了推动钢铁行业高质量发展的体制保障。文章为新质生产力助推其他行业高质量发展提供了路径思考。

氢能作为一种清洁能源载体,正日益凸显其在全球能源结构转型中的关键角色。近年来,氢能重卡以其独特的优势在物流行业绿色化进程中发挥着愈发重要的作用,标志着氢能物流技术的日臻成熟。加氢站的建设也为氢能重卡提供了基础设施支撑,为其高效、安全运行奠定坚实基础。钢铁行业是物流密集型产业,氢能重卡以其零排放、高效率、长续航等优势,逐渐成为钢铁行业实现清洁运输和深度脱碳的新选择。探究了国内外氢燃料电池汽车、氢能重卡物流及加氢站的发展现状,详细分析了河钢集团在氢能重卡物流领域的杰出实践。从顶层设计到多元化制氢工厂布局,从加氢网络和管理平台建设到商业化运营路线开辟,河钢集团以前瞻性的战略布局和创新的实践举措,为氢能重卡物流的发展树立了典范。同时,河钢集团积极探索减碳方法学,为氢能物流的审定与减排量核查提供指导性依据。针对氢能重卡物流在钢铁行业中面临的挑战,如运营成本、系统功率和车辆性能、基础设施建设以及商业模式等问题,提出了应用对策及发展建议,为钢铁行业氢能物流的应用提供宝贵经验,也为物流行业绿色低碳转型提供参考借鉴。

在汽车制造业的快速发展背景下,对冷轧板和镀锌板等产品的要求不断提高,市场期望实现“零缺陷”的质量水平。在高等级汽车用钢连铸过程中,水口堵塞问题及其对最终产品质量的潜在影响,已成为该领域亟待解决的重点。以超低碳汽车板为研究对象,综合分析了国内外结晶器流场实时监测技术进展及偏流控制措施,为高品质汽车板稳定生产提供理论与实践支持。针对连铸过程中结晶器内偏流流场的问题,探讨了量化评估方法,如通过计算水口堵塞系数和对称指数S,为预测和控制铸坯质量提供了科学依据。此外,还介绍了利用热电偶温差和光纤传感器进行温度测量的实时监测技术,为连续铸钢过程中的质量监控和工艺优化开辟了新途径。为有效控制结晶器内偏流现象,详述了多种先进控制技术,包括电磁控制、水口通电技术以及电磁旋流水口等技术,这些技术通过调节钢液在结晶器内的流动分布,有效抑制了流场偏流。进一步展望未来,强调了外加电场在调控钢液中夹杂物行为、提高钢水洁净度方面的广阔应用前景。此外,指明了探索外加电磁场技术在增强浸入式水口防堵塞与优化结晶器流场方面的潜在价值,将对实现更高效、更高质量的汽车用钢生产具有深远意义。

高炉采用高比例球团矿冶炼,可提升入炉品位进而降低高炉渣量及燃料消耗,同时还可大幅度降低炼铁工序CO₂排放及SO₂、NO_x、二𫫇英等污染物排放,是实现绿色低碳炼铁的重要途径之一。由于高炉块状带内球团矿向下运动过程气固还原温度及还原气浓度是动态变化的,探究基于高炉块状带工况的球团矿还原历程有利于正确理解及合理控制球团矿的还原行为,从而有助于高炉高效低碳顺行。模拟京唐高炉块状带工况,采用高温还原炉研究了球团矿还原历程变化,对比分析了实际工况与国标试验条件还原的差异,讨论了球团矿在高炉块状带停留时间对还原的影响规律。研究结果发现,模拟高炉块状带气氛,随着球团矿在高炉内的下降,其还原度增加,球团矿还原膨胀指数和还原粉化指数均呈逐渐增加趋势,但在温度为800~1 000 ℃时,球团外表生成的还原铁壳层增加了固结强度,使还原粉化指数出现突然降低。模拟京唐高炉块状带工况的实际还原度低于使用国标试验条件还原后的还原度。炉料在块状带的停留时间越长,其还原失重越多,还原度越大,但对球团矿还原膨胀指数的影响不大。研究结果为明晰球团矿在高炉内的还原历程提供了有效信息,为指导提升球团矿在块状带还原度、降低高球比炉料结构高炉固体燃料消耗提供了理论依据。

通过配加石灰石进行了全钒钛球团矿造球和焙烧试验,并对生球强度、爆裂温度,预热和焙烧制度对球团强度和不同碱度条件下成品球团抗压强度、冶金性能和微观形貌进行了分析,研究碱度对全钒钛球团性能的影响规律。结果表明,碱度由0.11逐渐增大至1.10,生球落下强度先升高后降低、抗压强度先显著升高后逐渐稳定、爆裂温度逐渐降低,预热球团抗压强度逐渐降低,成品球团抗压强度先升高后逐渐降低,预热和焙烧温度对不同碱度条件下的全钒钛球团矿抗压强度影响较大,结合试验结果和现场生产实践,全钒钛球团矿适宜的碱度为0.5~0.7,预热温度为950 ℃,焙烧温度为1 250 ℃;随着球团矿碱度逐渐升高,中温还原度和还原膨胀指数逐渐升高,软化开始温度基本不变,软化结束温度逐渐降低,软化区间逐渐减小,滴落开始温度略微降低,软熔区间逐渐变窄,高温冶金性能逐渐改善;同时随着碱度增加,球团矿中硅酸盐、铁酸盐和钙钛矿等液相生成逐渐增多,在碱度小于0.7时液相起到了强化固结效果,且石灰石分解排出CO₂气体的同时增加了预热球的孔隙率,抑制了同心裂纹的形成,提高了抗压强度,但随着碱度进一步提高,液相增多后,阻碍了赤铁矿的固相固结并增加了细密孔洞形成,劣化了球团强度,导致球团矿抗压强度逐渐降低。

高炉中后期主要依靠渣皮保护炉体,合理的操作炉型有助于高炉维持煤气流均匀分布和炉况顺行。目前针对应用冷却板的高炉,存在挂渣机理研究不全面和渣皮计算方法不合理的问题。因此基于ANSYS“生死单元”技术,通过构建冷却板三维挂渣机理模型,以及设计冷却板渣皮循环迭代计算方法解决以上问题,并且重点分析了不同工况对于高炉挂渣行为的影响。分析结果表明,煤气温度从1 200 ℃上升至1 600 ℃,渣皮厚度呈抛物线趋势下降,渣皮从56 mm下降到8 mm左右。当煤气温度为1 550 ℃时,冷却板最高温度为122 ℃,超过安全工作温度。导热系数从1.2 W/（m²·℃）上升至2.2 W/（m²·℃）,渣皮厚度能够增厚76%~85%,但渣皮均匀性从86.1%下降至79.5%。导热系数增大0.2 W/（m²·℃）,渣皮增厚约1.6~9.6 mm。挂渣温度从1 050 ℃升高至1 150 ℃,渣皮能够增厚33%~125%。挂渣温度上升50 ℃,渣皮平均增厚约6.9~7.6 mm,渣皮均匀性整体上升10%。冷却水温度降低10 ℃,冷却板最高温度和测点温度能够降低约10 ℃。冷却水速度上升1 m/s,冷却板最高温度能够降低5~10 ℃。综合机理模型分析以及现场实际情况,建议渣皮导热系数保持在1.6 W/（m²·℃）以下,挂渣温度保持在1 100~1 150 ℃,冷却水速度为1.5~2.5 m/s,冷却水温度为25~35 ℃时,冷却板挂渣比较合理,高炉能够保持比较均匀的操作炉型,以上分析为高炉延长炉役,保持顺行提供了理论依据和基础。

304不锈钢常用硅铁合金进行脱氧,然而,这种硅铁合金通常含有一定量的铝,导致夹杂物中Al₂O₃含量增加,并促进尖晶石夹杂物的形成。实际工艺中,完成脱氧后常进行钙处理。因此,在进行稀土处理时需要考虑钙处理对稀土的影响。通过工业生产试验,采用系统取样、SEM-EDS检测、热力学计算等手段,研究了稀土处理、钙处理以及钙处理后再进行稀土处理工艺对304不锈钢夹杂物的影响规律和机理,并与未进行合金化的工艺进行了对比。通过热力学计算重点分析了不同钙含量对稀土夹杂物Ce₂O₃和Ce₂O₂S形成的影响。研究结果显示,在未进行钙和稀土处理的正常条件下、稀土处理条件下、钙处理条件下、钙处理后再进行稀土处理条件下,精炼后钢中典型夹杂物分别为Al₂O₃-SiO₂-MnO（+MnS）、（Ce, La）₂O₂S+（Ce, La）₂O₃-Al₂O₃-SiO₂、Al₂O₃-SiO₂-CaO和（Ce, La）₂O₂S+（Ce, La）₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-CaO类夹杂物。连铸坯中典型夹杂物分别为Al₂O₃-SiO₂-CaO-MnO（+MnS）和MgO·Al₂O₃、（Ce, La）₂O₂S+（Al₂O₃）-SiO₂-（Ce, La）₂O₃、Al₂O₃-SiO₂-CaO-MgO（+MnS）、（Ce, La）₂O₂S+Al₂O₃-SiO₂-CaO-MgO-（Ce, La）₂O₃类夹杂物。精炼后,稀土处理显著增加了夹杂物密度,对夹杂物平均尺寸影响较小,而钙处理后再进行稀土处理相比于单独钙处理,夹杂物密度略有增加,平均尺寸变化不明显,稀土处理后夹杂物的尺寸则很大程度上继承了母体夹杂物的尺寸。从精炼到连铸坯过程中,Heat 1、Heat 2、Heat 3、Heat 4夹杂物数量密度分别降低了53.8%、56.7%、52.0%和31.1%,夹杂物平均直径分别增长了29.3%、23.3%、56.1%、43.3%。此外,钙处理和稀土处理均能有效降低夹杂物中Al₂O₃的含量,防止MgO·Al₂O₃的生成。热力学计算结果表明,随着钙含量的增加,钢液中稀土夹杂物Ce₂O₃的形成受到抑制,而Ce₂O₂S的形成受到的影响不大。

在国家“双碳”背景下,清洁能源发电得到了快速发展,高牌号无取向硅钢是发电机组应用最普遍的铁芯材料,其生产制备主要依赖长流程工艺。提出面向电炉短流程工艺,并以CO₂/CO替代H₂O/H₂作为固态脱碳气氛制备高牌号无取向硅钢,试验以硅质量分数为3.5%、碳质量分数为0.18%薄带钢为研究对象,利用热力学分析和实验室试验开展CO₂/CO和H₂O/H₂ 2种气氛制备硅钢对比研究。热力学分析结果表明,在CO₂/CO和H₂O/H₂ 2种气氛下存在生成Fe₂SiO₄的临界pH2O/pH2（H₂O与H₂的分压比）或pCO2/p_CO（CO₂与CO的分压比）值,将气氛条件控制在这一临界分压值以下可避免铁元素大量氧化。XRD测试结果表明,在1 423 K的脱碳温度下pH2O/pH2应控制为0.34以下、pCO2/p_CO应控制为0.22以下,可避免氧化层生成Fe₂SiO₄;通过对钢带氧化层显微结构观察发现,脱碳气氛pCO2/p_CO=0.10时,氧化层厚度可控制为10 μm,且氧化层可分为3层,为表面和靠近集体一侧的SiO₂层以及中间的Fe与圆球状SiO₂层,这是由于CO₂/CO气氛氧势相对较低,脱碳过程伴随着气氛中氧向基体内扩散和硅向基体外扩散;CO₂/CO气氛与H₂O/H₂气氛脱碳效果对比发现,由于CO₂/CO气氛氧化性弱于H₂O/H₂气氛,使得相同脱碳温度CO₂/CO气氛可以维持较高脱碳速率,在pCO2/p_CO=0.10气氛下,温度为1 423 K时,5 min可将0.3 mm厚钢带碳质量分数由0.18%脱至0.002 9%,在573 K回火1 h后,硅钢铁损P_1.5/50为1.713 W/kg,磁感应强度B₅₀为1.892 T,采用CO₂/CO作为固态脱碳气氛可制备出与H₂O/H₂气氛磁性能相当的硅钢,具有深入研究价值。

渣壳厚度是影响电渣重熔过程热量和电流分布的重要因素,探究电渣重熔过程中渣壳演变以及渣壳形成机制对优化传热条件进而提高钢锭表面质量和内部质量具有重要意义。将双极串联抽锭式电渣重熔数值模拟与渣壳凝固热态模拟试验相结合,探究了双极串联抽锭式电渣重熔过程中的渣壳演变规律。研究表明,对于结晶器尺寸为ϕ120 mm的双极电渣重熔过程,冶炼过程中会在渣/金界面处向内形成弯月型渣壳,随着渣池和熔池温度的升高渣壳会出现返熔减薄现象,并在渣壳与结晶器冷面之间发生固态收缩形成气隙,使金属熔池与结晶器之间的金属圆柱段处的渣壳厚度减小到0.8 mm后达到动态平衡。当二冷强度由800 W/（m²·K）增大到2 000 W/（m²·K）,冶炼达到稳定时的熔池深度由74 mm减小到65 mm,同时钢锭两侧的渣壳厚度增大0.2 mm,渣/金界面两侧的渣壳厚度增大0.3 mm。当结晶器冷却条件保持不变时,将浇铸温度从1 000 ℃提高至1 300 ℃会显著降低渣壳的内部孔隙率,增大渣壳的收缩率和缝隙内的气隙比例,并导致渣壳厚度减小。当浇铸温度保持不变时,渣壳厚度随缝隙宽度的增加而增大,当缝隙宽度为4 mm时,缝隙内气隙比例和渣壳内部孔隙率取得最小值,此时形成的渣壳最为致密。研究结果为改进冶炼工艺、优化设备和提高产品质量提供了启发和建议。未来的研究可以深入探究渣壳的三维形态,并开展更贴合实际的热态试验和工业应用测试,以更全面地了解渣壳形成机制。

在连铸无氟保护渣的应用探索中,含钛无氟保护渣以其独有的析晶矿相优势和改善保护渣物化性能的效果,成为无氟保护渣领域的研究热点。但由于高熔点矿物的存在,导致保护渣熔点和黏度较高,而毒重石中的钡可以改善含钛保护渣的理化性能,使得含钛保护渣具有较好的应用效果。选用含钛高炉渣、石灰石、石英砂、硼砂、纯碱和毒重石（BaCO₃）作为主要原料制备含钛无氟保护渣,对无氟保护渣熔渣结构和析晶行为进行了系统研究,以查明毒重石作为氟替代物在含钛无氟保护渣中的作用机制,从而实现含钛无氟保护渣的工业化应用。结果表明,随着毒重石质量分数从1%增加到5%,熔渣中Ca—O键和Ba—O键稳定性、硅氧四面体内部与外部有序度以及硅酸盐结构聚合度均表现为先降低后升高,而Si—O平均配位数和氧硅比呈现为先升高后降低的趋势;含钛保护渣主要析出相为钙钛矿、霞石和硼硅酸钙,开始析晶温度和钙钛矿比例变化较小,岛状结构的硼硅酸钙含量先升高后降低,架状结构的霞石含量先降低后升高,当毒重石质量分数为3%时硼硅酸钙比例达到峰值为14.5%,霞石比例为17.9%。保护渣熔渣结构的改变会影响保护渣的析晶行为,保护渣熔渣硅氧网络结构的复杂度升高,则会促进复杂结构的硅酸盐矿物含量升高。

二冷区喷嘴的冷却效果和均匀性对提高板坯连铸拉速、改善铸坯质量具有重要影响。利用喷嘴冷却检测系统研究了不同型号纯水喷嘴的水量体积分数分布、喷嘴压力流量曲线和喷嘴打击力分布曲线等冷态特性,发现喷嘴结构差异是导致喷嘴冷态特性变化的主要原因。喷嘴水量集中分布在射流中心-100~100 mm范围内,射流中心及附近喷嘴打击力强。在此基础上,搭建了铸坯传热高温测试试验平台,完成了IF钢高温传热试验的温度测量,选用传热反问题方法Fortran反传热计算程序,获取表面温度随时间的冷却规律及换热系数随表面温度的变化关系。研究发现,纯水喷嘴冷却下铸坯表面温度冷却速率随时间先增大后减小,铸坯表面换热系数与表面温度下降速率有关,表面温度下降越快,换热系数越高,足辊宽边喷嘴和足辊窄边喷嘴所测最大换热系数最高达到3 277.7和3 630.4 W/（m²·K）;喷嘴水流量越大、打击力越强,铸坯降温速率越快。对比分析了喷嘴冷态性能和传热特性,足辊宽边喷嘴3/4PZ47090BG4与足辊窄边喷嘴3/4PZ32090×30BG4喷嘴可以满足板坯高拉速的冷却需求,为板坯高效连铸二冷喷嘴的合理选型提供了技术参考。

采用2 250 mm热轧线生产的厚规格（21.4 mm和22.0 mm）X80M钢带,其低温落锤撕裂（DWTT）断口剪切面积分数提升一直是热轧带钢领域的关键技术攻关课题,通过合适的成分设计与控轧控冷工艺调控,以实现细小均匀的组织形态控制,是确保产品DWTT性能的关键基础。采用低碳微合金化（Mn-Nb-Ti-Cr-Mo-Ni-Cu）成分体系设计,利用热模拟试验与金相组织分析以及DWTT性能检测相结合的方法,系统研究了铸坯加热温度、均热时间对高温奥氏体晶粒尺寸的影响和变形工艺对再结晶奥氏体晶粒尺寸的影响,以及轧后冷速对组织转变的作用。研究结果显示,低碳微合金化X80M钢采用1 160~1 180 ℃的加热温度、40~120 min的均热时间,粗轧道次间隔时间不大于20 s,临界再结晶区形变率不小于25%,未再结晶形变率为68%,以及轧后以冷却速率为20~30 ℃/s冷却至温度430 ℃进行卷取的控轧控冷工艺,可获得晶粒度为11~12级、组织主要为针状铁素体+粒状贝氏体+少量残余马/奥（M/A）复相组织的钢带。产品低温（-20 ℃）DWTT剪切面积不小于85%的合格率可达98%以上,钢带和钢管的DWTT韧脆转变温度均小于-20 ℃,材料具有良好的抗低温止裂性能,并在生产实践中验证了该工艺的有效性。热轧钢带制管后已批量应用于陕京四线和中俄东线工程中。因此,研究结论具有较高的实际生产指导价值,为提高厚规格X80M热轧带钢低温DWTT性能提供了有效的技术途径。

高氮不锈轴承钢因其高硬度、优异的强韧性和耐蚀性,成为火箭低温涡轮泵和航空发动机的重要材料。钒微合金化能提高高氮不锈轴承钢的强韧性,但关于其对流变行为和热加工图的影响未见报道。利用Thermecmastor-Z热模拟试验机对0V和0.2V高氮不锈轴承钢进行了单道次热压缩试验,变形温度、应变速率和真应变分别为950~1 200 ℃、0.01~10 s^-1和0.8。结果表明,热压缩前0.2V钢的晶粒更细小、析出相更多,这表明钒微合金化细化了高氮不锈轴承钢的组织,促进了钢中析出相的生成。使用Arrhenius模型和BP神经网络模型预测流变曲线,并评估2种模型的优劣,发现BP神经网络模型对流变应力的预测精度更高。此外,由绝热修正的流变曲线可以看出,钒微合金化提高了高氮不锈轴承钢的流变应力,同时增强了峰值应力之后的应力软化效果。基于动态材料模型建立了0V和0.2V钢应变量为0.4和0.7的热加工图,结果表明,钒微合金化提高了高氮不锈轴承钢在低温、低速率变形过程中的稳定性,提高了稳定区的峰值能量耗散率。通过观察0.01 s^-1下不同温度的热变形组织,发现在1 000和1 100 ℃下0.2V钢的再结晶程度更高,晶粒组织更细小均匀。根据试验钢的热变形行为和热加工图,0.2V高氮不锈轴承钢的最佳热加工参数为1 050~1 125 ℃、0.01~0.04 s^-1和1 125~1 200 ℃、0.01~0.1 s^-1。

Ti-Mo-V微合金化超高强钢具有良好的塑韧性和成型性,且生产工艺简单,在汽车制造、工程机械等领域具有广阔的应用前景。利用Gleeble3 500热模拟试验机、金相显微镜（OM）、透射电子显微镜（TEM）和显微硬度计等设备系统研究了Ti-Mo-V微合金化超高强钢的连续冷却相变和等温相变行为,获得了试验钢的连续冷却转变（CCT）曲线和时间-温度转变（TTT）曲线,探究了（Ti,Mo,V）C粒子的析出行为对硬度的影响。研究结果表明,当冷却速率低于1 ℃/s时,试验钢中的组织由铁素体和珠光体组成;当冷却速率为5 ℃/s时,基体中出现粒状贝氏体,铁素体和珠光体含量均显著减少;当冷却速率增大至10~20 ℃/s时,试验钢中珠光体组织消失,室温组织转变为铁素体和贝氏体;当冷却速率达到30 ℃/s时,过冷奥氏体全部转变为贝氏体,硬度达到最大,约为269.2HV;然而,当冷却速率进一步增大至50 ℃/s时,基体中（Ti,Mo,V）C的析出受到抑制,沉淀强化效果减弱,硬度下降至256.9HV。试验钢在620~730 ℃等温时仅发生铁素体相变,其相变动力学随温度的降低呈先增快后减缓的变化规律。当等温温度为700 ℃时,相变孕育期最短,约为25 s;而当等温温度由730 ℃降低至620 ℃时,铁素体的平均晶粒尺寸由29.8 μm细化至12.3 μm,基体中（Ti,Mo,V）C的平均粒径由9.6 nm减小至3.0 nm,此时试验钢中铁素体的显微硬度最大,约为348.7HV,主要是晶粒细化和沉淀强化所致。

利用室温拉伸和低温冲击试验,结合SEM、TEM、XRD和EBSD等分析,研究了合金元素Co对NiCrMoV系海工钢微观组织、第二相析出以及力学性能的影响。结果表明,经淬火和回火处理后,NiCrMoV钢显微组织主要为回火马氏体和少量逆转变奥氏体,由于钢中Co含量的增加,马氏体相变的畸变能降低,M_s温度（冷却过程开始生成马氏体的起始温度）升高,回火过程中马氏体逆相变得到的奥氏体减少,使得逆转变奥氏体含量随钢中Co含量的增加而降低。NiCrMoV钢回火过程中主要析出了细针状M₂C相和少量近球状M₃C相,钢中添加Co主要促进了富Cr、Mo元素的M₂C相析出,这是因为Co大量固溶提高了Cr、Mo在钢中的过饱和度,增强了碳化物析出的驱动力,促进Cr、Mo以M₂C相析出;同时Co会延迟位错亚结构的回复,使钢中位错密度增加,提供了更多的第二相形核位置。经580 ℃回火,0Co、4Co和8Co钢的屈服强度分别为1 141、1 216、1 310 MPa,NiCrMoV钢中每添加质量分数为1%的Co,屈服强度提升约20 MPa。强化机制分析表明,NiCrMoV钢中添加Co主要是通过固溶强化和析出强化机制来提高材料强度。0Co、4Co和8Co钢的-84 ℃冲击功分别为76、52、11 J,Co对NiCrMoV钢的低温韧性有一定的恶化作用,一方面是由于钢中逆转变奥氏体减少,对裂纹扩展的钝化作用减弱;另一方面可能是因为Co的大量固溶使得Ni、Mn等元素在界面位置偏聚,使晶界能量增大,增加了裂纹形成的可能性。

非调质钢具有性能优良、节能、制造成本低、生产周期短,并有利于环境保护等突出优点,因此非调质钢被誉为“绿色钢材”。铁素体-珠光体型非调质钢是使用量最大、应用范围最广的非调质钢,但随着紧固件用钢对强塑性和安全系数要求的日益提高,目前缺乏对10.9级紧固件用非调质钢强塑性的系统研究。采用SEM、EBSD、XRD、TEM、硬度和拉伸测试等手段,研究了变形量和时效处理对一种低碳Nb-V系铁素体-珠光体型冷作强化非调质钢（MFT9）组织结构和力学性能的影响。结果表明,相较于热轧态,随着减面率增大,经拉拔后的钢屈服强度升高了245~400 MPa,抗拉强度升高了125~280 MPa,硬度升高了24HV~67HV,屈强比先增大后下降,由0.71增加到0.94后下降到0.91,塑性有所降低。经50%减面率冷变形后,位错密度增加,由5.104×10¹⁴ cm^-2升高到1.140×10¹⁶ cm^-2,而经时效处理后位错密度相较于冷拔态无明显变化。热轧态下晶粒取向主要为〈101〉和〈111〉,冷变形后晶粒取向主要转变为〈001〉和〈111〉,晶粒择优取向。减面率为50%的试验钢经时效处理后,随着时效温度升高,强度和硬度先增大后减小,屈强比变化不大,塑性得到改善。时效处理能够使碳氮化物和铁素体基体中的碳氮原子发生扩散至位错处,形成柯氏气团,起到钉扎位错的作用,因此能够提高材料的强度和硬度。试验钢满足10.9级紧固件要求的工艺为减面率50%、时效温度300 ℃保温时间2 h。

随着双碳战略与汽车轻量化战略的实施,占社会总碳排放18%的交通领域需加快实现绿色低碳转型,这极大地促进了低排放、低成本、高性能先进高强钢的发展。δ-TRIP钢具有密度低、焊接性好与强塑性较高等优点,但由于组织中存在粗大的条带状δ铁素体,使其强度与伸长率低于一般中锰钢,且粗大δ铁素体界面往往成为裂纹形核与扩展的通道,表层粗大δ铁素体对钢的塑性影响更大。为了对表层粗大δ铁素体进行改性以提高钢的塑性,在退火过程利用空气中的氧气与氮气共同作用,在晶界析出AlN第二相粒子并将其作为再结晶形核点,促进δ铁素体等轴化与细化过程。在无气氛保护的箱式炉中600 ℃等温不同时间进行试验,研究δ-TRIP钢组织演变规律及强塑机制,并采用光学显微镜、扫描电镜、XRD与单向拉伸对其组织性能进行了表征分析。研究结果表明,短时等温组织主要为条带状δ铁素体与少量等轴α铁素体、马氏体及奥氏体,表层δ铁素体发生等轴化;随着等温时间的延长,组织中的马氏体逐渐转变为奥氏体,且表层δ铁素体等轴化向芯部渗透。试验钢的强度总体上随等温时间的延长呈下降趋势,在前期降幅较大;而伸长率随等温时间的延长先上升后下降。在600 ℃等温12 h条件下,由于TRIP效应与表层δ铁素体等轴化综合作用,获得相对优异的力学性能,此时屈服强度、抗拉强度与伸长率A₅₀分别达504.5 MPa、623.4 MPa与22.8%。

在智能制造的背景下,企业中传统冶金锯片的缺陷检测存在实时性不足、漏检误检率高和精度低等问题,难以满足现代工业的需求。提出了一种改进深度迁移学习的冶金锯片缺陷检测方法。首先,通过提取目标域的特征信息,以余弦相似性作为评价指标,从源域中选择与缺陷数据集相关性高的源域样本作为训练对象,对其进行预训练;然后,在YOLOv7算法中引入条件参数化卷积（CondConv）模块,显著提升了推理效率;同时提出了一种高效层聚合网络（ELAN-CA）,优化了特征之间的空间信息融合,从而增强了网络性能;其次,通过引入全新的特征模块（AFPN）,有效整合了不同尺寸的缺陷信息;最后,基于改进深度迁移检测算法与Mysql数据库相融合开发了在线冶金锯片表面缺陷检测系统,能够实时进行多种方式缺陷检测,并对检测信息进行存储与分析,便于实时统计锯片缺陷信息,提升了检测的灵活性和适应性。所改进算法将冶金锯片缺陷的检测精度提升至93%,相较于基础网络,参数量降低了约46%,准确率和平均精度均值A均提高了5.2%,能够满足冶金生产现场对缺陷实时检测的要求,显著提高了质量控制的快速反应能力,减少了人工检测的误差和劳动力成本,为产线质量检测的全自动化和智能化提供了重要的技术支持。