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《钢铁研究学报》2017年29卷6期(摘要+全文下载)

2017-06-09 编辑部 钢铁研究学报 钢铁研究学报


第3代汽车用Mn-Al系中锰钢的研究现状

刘春泉1,2,彭其春1,2,邓明明1,2,徐静波3,李伟3,彭胜堂3

(1. 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;2. 武汉科技大学省部共建耐火材料与治金国家重点实验室, 湖北 武汉 430081;3. 武汉钢铁(集团)公司, 湖北 武汉 430083)

摘要:概述了Mn-Al系第3代汽车用中锰钢的研究现状,介绍了已开发的Mn-Al系中锰钢的化学成分及其设计依据,分析了不同合金对Mn-Al系中锰钢组织和性能的影响,揭示了中锰钢的高强度高塑性和高加工硬化率的形成机制,并讨论了Mn-Al系中锰钢的退火组织和力学性能。

关键词:Mn-Al系中锰钢; 合金元素; 残余奥氏体; 强韧机制; TRIP效应

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160302

(2017, Vol. 29, No. 6, p431-440)

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炉腹煤气中氢含量对铁矿石滴落过程的影响

闫超杰,李福民,郄亚娜,刘颂,吕庆

(华北理工大学教育部现代冶金技术重点实验室, 河北 唐山 063009)

摘要:利用高温熔滴炉对喷吹富氢煤气后高炉炉料的熔滴性能进行实验研究,XRD检测技术对喷吹富氢煤气后炉料的还原情况进行分析,并利用相图原理分析了不同富氢量对滴落带的影响。结果表明:喷吹富氢煤气后,矿石在进入滴落带之前,铁的氧化物已经大量被还原,滴落温度升高,滴落区间变窄。初渣渣量减少使得高炉透气性改善,最大压差与总特性值逐渐变小。结合滴落物与坩埚内剩余物的物相检测,得出富氢煤气对高炉熔滴性能的影响规律和最佳富氢量。

关键词:富氢量; 炉料滴落性能; 高炉初渣

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160233

(2017, Vol. 29, No. 6, p441-446)

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人工磁铁矿球团脱水干燥速度分析

刘承鑫,虞勇,张汉泉

(武汉工程大学资源与土木工程学院, 湖北 武汉 430073)

摘要:以酒钢人工磁铁精矿和程潮天然磁铁精矿为造球原料,研究风温、风速和生球直径对球团干燥过程的影响。结果表明,酒钢人工磁铁精矿球团最佳生球干燥工艺制度为:介质温度300℃,风速2.15m/s,生球尺寸为7~9mm。程潮天然磁铁精矿生球的前期干燥速率较酒钢人工磁铁矿生球的高,两者相差22.04kg/(kg·min),但总的干燥时间差别不大。人工磁铁矿生球的干燥速度随时间变化分为先恒速、后降速2个干燥阶段,而天然磁铁矿生球则只有降速干燥阶段。

关键词:人工磁铁矿; 天然磁铁矿; 球团; 干燥; 热工制度

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160259

(2017, Vol. 29, No. 6, p447-452)

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COREX炉内块煤裂化成焦的热态强度

刘起航1,折媛1,张亚楠1 ,吴铿2

(1.西安建筑科技大学冶金工程学院, 陕西 西安 710055;2.北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083)

摘要:通过对COREX所用2种块煤在不同条件下所成半焦的显微结构、热态强度进行观察,分析了影响块煤成焦质量的内在因素。比较2种块煤所成半焦的组成结构及性能差异后,发现兴隆庄煤成焦结构要优于大同煤,但兴隆庄原煤组织反应性较高,故在前期其煤成焦强度低于大同煤,直至成焦结构较多时,才高于大同煤。通过对COREX风口焦及实验室自制半焦的微观形貌和性能进行对比,确定了风口焦的来源,风口前兴隆庄煤形成焦炭的表面呈现出较浅的孔洞,其热态强度明显高于大同煤形成的焦炭。

关键词:COREX用煤; 矿物分析; 电镜分析; 反应后强度; 风口焦

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160231

(2017, Vol. 29, No. 6, p453-458)

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1723K下熔渣中Ni2+和Fe2+离子共存时的电化学行为

张灿磊,高运明,杨高,秦庆伟

(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:利用MgO部分稳定的ZrO2固体电解质管集成构建以Pt,O2(空气)|ZrO2作为参比电极的新型可控氧流电解池,采用循环伏安CV、方波伏安SWV、恒电位电解PE等方法,并结合热力学计算与显微观察、能谱分析,研究1723K高温下SiO2-CaO-MgO-Al2O3熔渣中共存的Ni2+、Fe2+离子在Ir电极上的电化学行为。结果表明:熔渣系中FeO与NiO之间存在较弱的相互作用,但镍离子以Ni2+存在,铁离子基本以Fe2+存在。进行方波伏安分析时,Ni2+、Fe2+离子的还原峰电流对频率呈现不同的规律。Ni2+在Ir电极上的电化学还原是扩散控制的一步两电子转移反应过程;Fe2+到Fe的电化学还原也是一步两电子转移反应过程,但Fe2+的还原明显受到Ni2+还原的影响。基于循环伏安法,计算得到NiO、FeO的质量分数分别为3%、5%的熔渣中Ni2+离子在1723K下的扩散系数为(9.2±0.2)×10-6cm2/s。

关键词:Ni2+; Fe2+; 熔渣; 电化学行为; 固体电解质; 可控氧流电解池

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160246

(2017, Vol. 29, No. 6, p459-467)

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基于案例推理的钢水温度在线管控模型

谷茂强1,徐安军1,贺东风1,汪红兵2,冯凯1

(1.北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083;2.北京科技大学信息工程学院, 北京 100083)

摘要:钢水温度的精确管控有利于提高铸坯质量和降低生产成本。针对目前炼钢—连铸区段钢水温度在线管控方面存在的不足,在分析钢水温度影响因素的基础上,建立了基于案例推理的炼钢—连铸区段钢水温度在线管控模型。同时通过调整案例推理算法的相似度计算方法、权重计算方法、重用案例个数等参数提高模型的精度。结果表明:转炉出钢温度预定模型平均降低转炉出钢温度6℃,精炼结束温度预定模型提高连铸开浇温度命中率2.33%。精炼开始温度,精炼结束温度和连铸开浇温度预报模型误差小于10℃的命中率分别达到75.33%、98.33%和95.67%,且均高于神经网络模型。

关键词:钢水温度; 在线管控; 案例推理; 钢包热状态

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160278

(2017, Vol. 29, No. 6, p468-473)

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二元碱度和Al2O3对CaO-SiO2-FeO-Fe2O3-P2O5-Al2O3-MgO-MnO钢渣中磷酸盐富集的影响

潘晓亮,李晋岩,郭敏,张梅

(北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083)

摘要:以八元CaO-SiO2-FeO-Fe2O3-P2O5-Al2O3-MgO-MnO钢渣体系为研究对象,结合热力学计算和实验检测,分析了二元碱度B和Al2O3含量对八元钢渣系中磷酸盐富集行为的影响。结果表明:钢渣二元碱度和Al2O3含量直接影响钢渣中f-C2S的生成量,进而影响磷酸盐富集相nC2S-C3P内P2O5的含量。随着二元碱度从1.3提高至2.5,磷酸盐富集率增大,磷酸盐富集相nC2S-C3P中的P2O5含量呈现先迅速增大(B从1.3至1.7),然后逐渐减小(B从1.8至2.5)的趋势。当二元碱度和Al2O3质量分数分别控制在1.7和12%时,即当满足四元碱度R为1.23时,此八元钢渣体系有较好的磷酸盐富集效果,磷酸盐富集相nC2S-C3P内的P2O5的质量分数可以达到24.23%。

关键词:二元碱度; Al2O3; 钢渣; 磷酸盐富集

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160204

(2017, Vol. 29, No. 6, p474-480)

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无缝钢管回退式芯棒二辊连轧特性分析

杨文凯,尹元德,李胜祗

(安徽工业大学冶金工程学院, 安徽 马鞍山 243002)

摘要:利用有限元软件MSC.Superform对回退式芯棒钢管连轧过程进行数值模拟,探究回退式芯棒二辊连轧钢管的金属变形、力能参数及运动学特点。结果表明:与全浮动芯棒相比,回退式芯棒轧制时金属横向流动较小,降低了孔型开口处金属过充倾向;钢管平均壁厚偏薄,促进了钢管减壁,但可能会造成壁厚收缩;轧制力有一定的降低。与限动式芯棒相比,芯棒轴向力较大,钢管易发生抱棒。

关键词:无缝钢管; 回退式芯棒; 连轧; 数值模拟

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160243

(2017, Vol. 29, No. 6, p481-487)

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双相区形变对含Cu低碳钢Cu配分行为及组织性能影响

陈连生,胡宝佳,田亚强,董福涛,李红斌,魏英立

(华北理工大学教育部现代冶金技术重点实验室, 河北 唐山 063009)

摘要:采用双相区形变+I&Q&P及I&Q&P(双相区等温-奥氏体化-淬火-碳配分)热处理工艺,研究了双相区形变对一种含Cu低碳钢Cu配分行为及其组织性能的影响。采用电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)等手段对元素配分行为及组织演变进行了表征。结果表明:实验钢经2种工艺处理后均出现Cu元素向逆转奥氏体的配分行为,采用双相区形变+IQ(双相区保温淬火)处理的组织中富Cu最高的区域面积为12.9%,比IQ工艺下富Cu区域提高108%;双相区形变+I&Q&P工艺处理后实验钢的晶粒明显细化,且组织中块状残余奥氏体较多;与单一I&Q&P工艺相比,双相区形变+I&Q&P工艺处理的实验钢抗拉强度由1253MPa提高到1293MPa,伸长率由16.9%提高到18.3%,残余奥氏体体积分数由11.6%提高到13.8%,表明双相区30%的形变处理实现了促进Cu配分行为诱导残余奥氏体含量增加和细晶强化的双重效果。

关键词:双相区形变; Cu配分; 空位; 残余奥氏体

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160250

(2017, Vol. 29, No. 6, p488-493)

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回火温度对高碳钢断裂韧性的影响

王冬晨1,李晓源1,韦丽金2,时捷1,王奇1,徐乐1 

(1.钢铁研究总院特殊钢研究所, 北京 100081;2. 晋西工业集团有限责任公司, 山西 太原 030027)

摘要:研究了回火温度对高碳钢断裂韧性及其他力学性能的影响。利用紧凑拉伸试样测量其平面应变断裂韧度,扫描电镜(SEM)观察回火后的组织演变规律及断裂韧度试样断口形貌。结果表明:随着回火温度的升高,马氏体逐渐分解消失,从过饱和α固溶体中析出的碳化物数量逐渐增多并发生聚集长大,强度和硬度下降,塑性、断裂韧性和冲击韧性上升。位错强化和固溶强化作用减弱是试验钢强度降低、韧性升高的主要原因。

关键词:回火温度; 高碳钢; 强度; 断裂韧性; 碳化物

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160280

(2017, Vol. 29, No. 6, p494-499)

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矿用耐磨钢球冲击疲劳强度偏低原因分析

吉光1,2,高秀华1,龙金花3,袁敏2

(1. 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 110819;2. 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司, 江苏 淮安 223002;3. 江苏天淮钢管有限公司, 江苏 淮安 223002)

摘要:通过宏观形貌观察、扫描电镜分析、能谱分析和显微组织分析等手段对落球疲劳试验时耐磨钢球冲击疲劳强度偏低的原因进行了研究。结果表明:断口平直较规则,无明显塑性变形;裂纹源处呈现“冰糖块”形貌,且部分晶粒尺寸超过100μm,为典型的沿晶界脆性断裂;断口附近存在少量的屈氏体组织,且沿着原奥氏体晶界分布;钢球近表面到断口处的晶粒尺寸明显不均匀,而且断口附近的晶粒较粗大。结合钢球生产工艺分析可知,钢球冲击疲劳强度偏低的主要原因是淬火组织粗大,另一重要原因是回火工序没有有效降低淬火内应力。

关键词:耐磨钢球; 冲击疲劳强度; 沿晶脆性断裂; 晶粒粗大; 内应力

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160273

(2017, Vol. 29, No. 6, p500-505)

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合金元素对油船用低合金钢腐蚀行为的影响

李玉谦,杜琦铭,成慧梅

(河钢集团邯钢公司技术中心, 河北 邯郸 056015)

摘要:采用恒温浸泡的标准试验方法,考察了4种不同合金体系船体钢在强酸性氯离子介质中的腐蚀行为,探讨了合金元素对钢腐蚀行为的影响,结果表明:Cu和Ni对钢的耐蚀性有显著影响,随着Cu、Ni含量的增加,钢的耐蚀性逐渐提高,自腐蚀电位提高,电流密度显著降低,界面电荷传递电阻明显增大。Cu是提高钢在强酸性氯离子环境中耐蚀性的主要元素,其主要机理为其以再沉积颗粒(100~500nm)的方式在钢的表面富集,并具有较高的稳定性,该沉积颗粒钝化了钢基体,降低了钢的溶解速度。Ni元素在钢中的存在显著提高了钢的基体电位,降低了材料的腐蚀敏感性,但Ni元素在锈层中的富集特征不明显。

关键词:酸性氯离子; 货油舱; 腐蚀

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160269

(2017, Vol. 29, No. 6, p506-512)

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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,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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