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《钢铁研究学报》2017年29卷3期(摘要+全文下载)

2017-03-09 钢铁研究学报 钢铁研究学报 钢铁研究学报


热浸镀锌铝镁镀层开发及应用进展

谢英秀1,金鑫焱1,2,王利1,2

(1.宝山钢铁股份有限公司研究院, 上海 201900;2.汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢), 上海 201900)

摘要:过去20年,国际上成功商业化了热浸镀锌铝镁镀层。该镀层以Zn、Al、Mg三元合金为主,按Al含量的范围,可分成“低铝”、“中铝”、“高铝”3大类。因锌铝镁镀层具有高平面耐蚀性和高切口耐蚀性的特点,在建筑业和家电业得到了广泛的应用。同时锌铝镁镀层还具有摩擦因数低且稳定、以及镀层冲压磨损量少等特性,因此近年来在汽车工业的应用也正在逐渐拓展。简要回顾了锌铝镁镀层的发展历程,重点围绕镀层成分、组织、性能、应用等方面进行了介绍,并探讨了锌铝镁镀层未来发展趋势。

关键词:锌铝镁镀层; 热浸镀; 高耐蚀; 彩涂板; 汽车板

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160359

(2017, Vol. 29, No. 3, p167-174)

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氯元素在高炉软熔滴落带分配规律

陈树军1,2,吕庆1,3,刘小杰3,张淑会3,郄亚娜3,兰臣臣1

(1. 东北大学冶金学院, 辽宁 沈阳 110004;2. 河北钢铁集团承德分公司, 河北 承德 067000;3. 华北理工大学冶金与能源学院, 河北 唐山 063009)

摘要:为了解氯元素在软熔滴落带的分配规律,对高炉内氯元素的反应行为进行热力学分析,同时研究了氯元素入炉量和炉料碱度对氯元素在高炉软熔滴落带渣、铁及焦炭中分配规律的影响。结果表明:随着入炉氯元素含量的增加,软熔滴落带铁和渣中的氯元素含量均不断增加,且渣中氯元素含量的增加幅度大于铁中氯元素含量的增加幅度。随着入炉氯元素含量的增加,软熔带总特征值(S值)逐渐减小,透气性逐渐增强,焦炭中的氯元素含量逐渐降低。随着入炉炉料碱度的增加,软熔滴落带铁中的氯元素含量无明显变化,渣中的氯元素含量增加,焦炭中的氯元素含量的大小主要受软熔带透气性的影响。

关键词:氯元素; 高炉; 软熔滴落带; 分配规律

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160149

(2017, Vol. 29, No. 3, p175-179)

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大断面轴承钢棒材超快速冷却工业化试验

孙艳坤1,张威1,2,吴迪3

(1.中国民航大学航空工程学院, 天津 300300;2.中国民航地面特种设备研究基地, 天津 300300;3.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室, 辽宁 沈阳 110004)

摘要:针对国内某钢厂大断面轴承钢棒材连铸连轧后(棒材直径≥60mm)先共析碳化物网状等级超标问题,通过对前期的研究工作进行归纳总结,在保证连铸连轧的基础上设置新型水冷系统并进行超快速冷却工业化试验,检验冷却到室温后棒材微观组织性能和先共析碳化物网状等级。试验结果表明:通过高温终轧后设定合理的超快速冷却工艺参数可以显著提高棒材表层以及芯部的冷却速率,抑制强碳化物形成元素的晶界处偏析。超快冷后棒材的室温微观组织均为片层珠光体。晶界处先共析碳化物的网状析出得到消除,仅在棒材芯部有少量碳化物呈弥散分布,碳化物网状等级符合行业标准。

关键词:轴承钢; 超快速冷却; 微观组织; 先共析碳化物

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160131

(2017, Vol. 29, No. 3, p180-184)

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MgO对铁矿石烧结过程中二次赤铁矿形成的影响

郭玉峰1,2,郭兴敏1,2

(1. 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083;2. 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室, 北京 100083)

摘要:前人研究表明,二次赤铁矿是导致烧结矿低温还原粉化的主要因素,它的生成与烧结原料中MgO含量有关,但其影响机理尚不明确。通过热重法测定不同MgO和Fe2O3比例试样在升温-恒温-降温过程中质量变化,定量地了解MgO对Fe2O3向Fe3O4转变的影响。同时结合XRD分析和光学显微镜观察,揭示了矿物和相结构变化,研究了烧结过程中MgO对二次赤铁矿生成的抑制机理。结果表明,加入MgO后,它与Fe2O3反应形成了铁酸镁和含镁磁铁矿,前者促进了升温过程含镁磁铁矿生成, 而后者低温下比磁铁矿更稳定,抑制了降温过程磁铁矿氧化, 减少了二次赤铁矿的生成。因此,明确了加入少量MgO改善烧结矿低温还原粉化性能的主要原因。

关键词:MgO; 氧化铁; 低温还原粉化; 二次赤铁矿

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160327

(2017, Vol. 29, No. 3, p185-190)

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连铸保护渣中离子浸出机制及其对水质的影响

黄挺,文光华,白彬文,唐萍,高金星

(重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400044)

摘要:从结晶器下口出来的含氟连铸保护渣熔渣与二冷水接触过程中,大量的离子释放到水中导致水质发生改变,呈酸性的二冷水不仅加速了连铸设备的腐蚀,水中大幅增加的F-还会导致水污染。为了研究连铸保护渣熔渣对水质产生影响的机制,通过熔渣水浸实验研究了无氟、低氟和高氟连铸保护渣水浸过程中水质的变化规律。水浸实验结果表明,无氟保护渣熔渣水浸实验过程中水样的pH值在7~10之间;低氟保护渣水样的F-质量浓度为5~7mg/L,pH值在7~10之间;而高氟保护渣水样的F-质量浓度高达35mg/L,pH值在4~10之间。保护渣中阳离子通过离子交换溶出导致水样呈碱性,而F-的交换溶出则会导致水样呈酸性,因此,水样的pH值则是由两类离子交换过程共同决定。无氟或低氟保护渣中由于氟的降低而减少了F-的交换溶出,从而抑制了氟造成的水污染及强腐蚀性的酸性二冷水的生成。

关键词:连铸保护渣; F-质量浓度; pH值; 离子交换过程

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160121

(2017, Vol. 29, No. 3, p191-194)

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钢渣超微粉理化特性

姚星亮1,廖洪强1,2,3,宋慧平1,2,程芳琴1,2,3

(1.山西大学资源与环境工程研究所, 山西 太原 030006;2.国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室, 山西 太原 030006;3.煤电污染控制及废弃物资源化利用山西省重点实验室, 山西 朔州 036000)

摘要:超微粉化是实现钢渣高效利用的重要途径,但不同粒度的钢渣超微粉的理化性质不同。利用激光粒度分析仪、X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和热失重分析仪,分别测定不同粒度钢渣超微粉的粒度分布、化学元素组成、矿物组成和热失重。结果表明:钢渣超微粉的D50 (D50为粒度分布曲线中数量累积分布为50%的等效直径)在3.15~15.78μm之间。随着D50的增加,样品中Ca的质量分数递减,减少量达18.60%,Fe、Mn、V、P的质量分数递增,增加量分别达104.58%、154.90%、129.03%和163.64%;Si、Mg、Al和Ti的含量随超微粉粒度变化规律不明显。随Fe含量的增加,钢渣超微粉的松装密度增大。随样品粒度的增大,Ca(OH)2和CaCO3衍射峰逐渐变弱直至消失,RO相和Ca2Fe2O5的衍射峰逐渐增强,硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)衍射峰变化不明显。随着样品粒度减小,可热分解的钙镁化合物MgCO3、Ca(OH)2和CaCO3含量逐渐增加。

关键词:钢渣; 超微粉; 粒度; 矿物组成; 热失重分析仪

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160093

(2017, Vol. 29, No. 3, p195-200)

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兰炭对高炉混煤喷吹特性的影响

杨双平,郭拴全,张攀辉,周江峰,王苗

(西安建筑科技大学冶金工程学院, 陕西 西安 710055)

摘要:采用WCT-2C型微机差热天平、灰熔点测定仪、BT-1000粉体综合特性测试仪和可磨性测试仪,研究了兰炭配加质量分数为0、30%、40%、50%和100%时对无烟煤燃烧性、反应性、灰融性、流动性和可磨性的影响。结果表明,兰炭可以改善无烟煤的喷吹特性。随着兰炭含量的增加,煤粉着火温度及燃尽温度降低,燃烧时间缩短,综合燃烧指数明显提高,燃烧特性得到改善,煤粉的反应性增强,灰熔融性温度和可磨性指数均降低。兰炭的加入对煤粉的流动性(混煤流动性指数和喷流性指数)影响不明显。而且兰炭配加质量分数不超过40%时,混煤可以满足高炉喷吹条件。

关键词:兰炭; 燃烧性; 反应性; 灰熔融性; 热重法分析

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160146

(2017, Vol. 29, No. 3, p201-207)

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镍基高温合金GH4706析出相的热力学计算与分析

李奇1,秦鹤勇2,郭翠萍1,孟晔1,郑磊1

(1.北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083;2.钢铁研究总院高温材料研究所, 北京 100081)

摘要:应用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟元素含量及热处理温度对镍基高温合金GH4706平衡相析出规律的影响。结果表明:平衡析出相的种类和析出温度范围与微观组织观测和差热分析的实验结果基本一致。MC碳化物的初始析出温度随Nb、Ti含量增加而降低,而析出量主要受C含量影响;η相初始析出温度与析出量随Ti含量增加而增大,受Nb、Fe影响较小;γ′相初始析出温度与析出量随Al含量增加而升高,受Ti、Nb含量影响较小;合金凝固过程中Nb、Ti会产生显著正偏析,Cr产生负偏析;Nb、Ti含量增加提高合金初熔点,降低合金的终熔点,使凝固温度范围变窄。

关键词:热力学计算; 平衡析出相; 高温合金GH4706

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160239

(2017, Vol. 29, No. 3, p208-215)

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冷轧压下率对Hi-B钢初次再结晶织构的影响

徐永1,2,赵刚1,2,肖欢1,2,苏承群1,2

(1. 武汉科技大学材料与冶金学院, 湖北 武汉 430081;2. 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室, 湖北 武汉 430081)

摘要:研究模拟CSP工艺试制Hi-B钢在不同冷轧压下率(73%、78%、83%、88%及93%)下对其初次再结晶退火(850℃,5min)后织构的影响。使用Zeiss Axioplan金相显微镜观察组织,借助NOVA400 Nano SEM型场发射扫描电子显微镜进行微观织构EBSD(电子背散射技术)数据采集,利用二次萃取复型法制样并通过JEM-2100透射电子显微镜(TEM)及能谱仪(EDS)观察压下率为88%的初次再结晶样品中抑制剂析出情况。结果表明:Hi-B钢冷轧的最合适压下率约为88%,冷轧初次再结晶退火(850℃,5min)后晶粒细小,组织良好,有一定的Goss晶粒,有利的{111}<112>织构含量较高和较多的∑9、∑3、∑5有利CSL晶界。抑制剂(主要为Cu2S)析出较多,平均尺寸大小约为50.15nm,平均面分布密度约为1.54×109个/cm2。

关键词:Hi-B钢; 压下率; 初次再结晶; 织构; 抑制剂

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160186

(2017, Vol. 29, No. 3, p216-220)

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2种600℃超临界锅炉用奥氏体钢的高温氧化行为

杨珍,鲁金涛,李琰,乐明,赵新宝,袁勇 

(西安热工研究院有限公司, 陕西 西安 710032)

摘要:采用热重法研究了Super304H和HR3C两种奥氏体耐热钢于750℃静态空气中的循环氧化行为。结果表明,Super304H由于氧化膜的大量剥落很快出现失重,其质量随循环周次的增加而线性减小。在循环氧化条件下,Super304H表面形成由外层FeCr2O4和内层(Cr,Mn)2O3组成的双层氧化膜,2层膜的层间形成大量的空洞,导致FeCr2O4在冷却时压应力作用下剥离并进一步剥落。相反地,HR3C的氧化增重遵循抛物线规律,而在300个循环周次后增重呈线性加速的趋势。氧化增重加速的原因在于:HR3C表面形成单层(Cr,Mn)2O3膜,膜局部与基体分离并拱起,拱起的氧化膜在冷却过程中开裂,导致膜下方的基体在后续的氧化过程中直接暴露于高温空气并与之发生化学反应形成新鲜的富Cr氧化物。

关键词:超临界锅炉钢; Super304H; HR3C; 恒温氧化; 循环氧化

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160229

(2017, Vol. 29, No. 3, p221-227)

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0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN铸钢晶界高温相析出及对力学性能的影响

张玉祥,杨澍,成应晋

(中国船舶重工集团公司第七二五研究所, 河南 洛阳 471023)

摘要:利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜,结合Thermo-Calc热力学分析,研究了铌稳定化0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN奥氏体不锈钢铸钢晶界处高温相析出行为及其对力学性能的影响。结果表明,0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN钢晶界处存在NbCr(CN)、Nb(CN) 2种大尺寸高温析出相,均为凝固末期液析形成。在铌含量确定条件下,这2种大尺寸晶界析出相在凝固末期的竞争析出行为受碳含量的影响。碳含量存在临界成分,碳含量低于临界成分时,NbCr(CN)首先液析形成;碳含量高于临界成分时,Nb(CN)首先液析形成。液析形成的NbCr(CN)热稳定性较高,1050℃固溶处理无法使之完全溶入奥氏体。沿晶界分布的大尺寸析出相,对0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN铸钢固溶热处理后的塑性及冲击韧性损害较大。

关键词:高温析出相; 晶界; 0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN钢

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160227

(2017, Vol. 29, No. 3, p228-234)

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1070℃热暴露对一种单晶高温合金组织的影响

刘世忠,史振学,李嘉荣

(北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室, 北京 100095)

摘要:研究了一种镍基单晶高温合金在1070℃热暴露不同时间后的组织变化。结果表明:合金的热处理组织由立方化较好γ′相和基体γ相组成。经过1070℃热暴露处理后,γ相基体通道宽度增加,γ′强化相合并长大;热暴露200h后,合金没有析出不稳定相(TCP相)。热暴露400h后,少量TCP相开始在枝晶干区域以细针状的形态析出。经过800h处理后,显微组织呈现出明显的筏排结构。随热暴露时间增加TCP相析出量明显增多,并由枝晶干范围向枝晶间区域生长。TCP相含有Re、W、Mo和Co等合金元素,衍射分析为σ相,与合金基体取向关系为(11-0)σ∥(22-0)γ,[012]σ∥[001]γ。

关键词:单晶高温合金; 组织稳定性; 热暴露; 不稳定相

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160234

(2017, Vol. 29, No. 3, p235-240)

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合金元素对焊丝钢氧化皮结构及剥离性的影响

郭慧英,李文晓,陈刚,张宇

(江苏省(沙钢)钢铁研究院, 江苏 张家港 215625)

摘要:利用金相、扫描电镜观察及电子探针(EPMA)面分析技术等研究了合金元素(Si、Mn、Ni、Cr)对焊丝钢盘条氧化皮显微结构的影响,并采用拉伸试验及酸洗试验评价氧化皮的剥离性。结果表明,Si、Ni和Cr元素对氧化皮显微结构的影响大于Mn元素;低碳钢的氧化皮主要为Fe的氧化物,其最内层和中间层的氧化物均以柱状晶形式垂直基体向外生长;在低碳钢基础上增加Si含量,可显著降低氧化皮总厚度,氧化皮最内层为富Si层,且氧化皮/基体界面的凹凸度增加;进一步增加Ni含量,最内层的合金富集层以锚状沿晶界向基体内延伸。降低氧化皮/基体界面凹凸度、减少合金富集层均利于氧化皮剥离,机械法对界面凹凸度更敏感,而酸洗法对氧化皮缺陷数量较敏感。

关键词:氧化皮; 焊丝钢; 合金元素; 剥离

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160242

(2017, Vol. 29, No. 3, p241-248)

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(转载请注明:钢铁研究学报)

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J Iron Steel Res Int

创刊:1994年,月刊

主编:田志凌 教授

收录:SCI、EI

影响因子:0.784(SCI-JCR,2015)

钢铁研究学报

创刊:1981年,月刊

主编:干勇 院士

收录:中文核心

影响因子:0.763(中文核心,2015)

报道范围:

1. 冶金工艺与金属加工

冶金工业节能环保、冶金资源综合利用、炼铁、炼钢、连铸、铸造、凝固、锻压、轧制及后续热处理、冶金物理化学、钢铁冶金新工艺等。

2. 材料科学与技术

金属基材料,涵盖但不限于:先进钢铁材料、高品质特殊钢、高温合金、新一代金属间化合物、金属功能材料、粉末冶金材料、结构用钛合金、功能与结构复合型材料、非晶与高熵合金、金属纳米材料等的基础研究,腐蚀、焊接、摩擦磨损、疲劳断裂等性能研究。


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