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《钢铁研究学报》2017年29卷8期(摘要+全文下载)

2017-08-08 钢铁研究学报 钢铁研究学报 钢铁研究学报


连铸结晶器内凝固坯壳粘结行为研究现状

何飞,张玲颖,谢西安,钱海涛,周俐

(安徽工业大学冶金工程学院, 安徽 马鞍山 243002)

摘要:预防和监控结晶器内凝固坯壳与铜板的粘结对保证连铸生产顺行、生产高质量铸坯和优化连铸工艺都具有重要意义,粘结是制约高拉速连铸和宽厚板连铸技术发展的关键因素之一。在回顾前人对结晶器内凝固坯壳粘结行为研究的基础上,全面概述了其形成、传播和修复机制,并对结晶器内坯壳粘结行为的检测和判定方法研究现状进行了介绍,同时指出了进一步研究结晶器内坯壳粘结行为的方向。

关键词:连铸; 结晶器; 粘结性漏钢; 凝固坯壳; 预测方法

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20170120

(2017, Vol. 29, No. 8, p603-609)

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添加城市垃圾焚烧飞灰对烧结矿性能的影响

闵义1,2,封雨涛3,秦冲达1,2,李文3,史培阳1,2,魏恒3

(1.多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室, 辽宁 沈阳 110819;2. 东北大学冶金学院, 辽宁 沈阳 110819;3.宝钢发展有限公司技术中心, 上海 201999)

摘要:通过烧结杯实验、烧结矿低温还原实验、中温还原实验和高温软熔滴落实验,研究添加城市垃圾焚烧飞灰对烧结矿强度和冶金性能的影响。结果表明,在0~5%(质量分数)的添加比例范围内,随着飞灰添加量的增加,烧结速度和烧结杯利用系数降低,烧结矿转鼓指数和成品率降低,软熔滴落性能恶化,中温还原度变化不显著,而低温还原粉化指数显著提高。矿相结构与成分分析表明,随着飞灰添加量的增加,烧结矿中铁酸钙和硅酸钙的相比例均有所升高;飞灰中含量较高的Al2O3、SiO2和Cl元素导致了烧结矿中低熔点相较早生成及生成量的增加,这是影响烧结过程、烧结矿强度和冶金性能的根本原因。

关键词:飞灰; 烧结矿; 矿相结构; 强度; 冶金性能

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160320

(2017, Vol. 29, No. 8, p610-615)

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不同碳含量的MgO-C耐火材料与超低碳钢液的相互作用

王力1,2,李光强1,2,3,刘昱1,2,张钊1,2,李亚伟1,徐小峰1

(1.武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 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;3.北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心, 北京 100083)

摘要:研究了3种C含量的(3%、5%、10%,质量分数)MgO-C耐火材料与超低碳钢的相互作用。利用ICP-AES、氧氮分析仪、碳硫分析仪检测了与实验MgO-C耐火材料接触的钢液的成分,用XRD分析了耐火材料反应前后的物相变化,并利用SEM观察了耐火材料/钢界面。结果表明,随着镁碳耐火材料中C含量的增加,耐火材料/钢界面附近的渗透层厚度增加;反应后钢液中的C、N、Al含量以及Mg含量随着耐火材料中C含量的增加而增加,钢中O含量随之降低;反应前后的镁碳耐火材料都有镁铝尖晶石的存在,高C含量的耐火材料反应后镁铝尖晶石含量增加,因此低碳镁碳耐火材料更有利于超低碳钢的生产。

关键词:镁碳耐火材料; 材料性能; 超低碳钢; 界面; C含量

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160284

(2017, Vol. 29, No. 8, p616-625)

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不同碱度低氧化铝精炼渣对弹簧钢夹杂物成分的影响

周俐1,梁健1,王向红2,张萍1,施晓芳1

(1.安徽工业大学冶金工程学院, 安徽 马鞍山 243032;2.中天钢铁集团第三炼钢厂, 江苏 常州 213000)

摘要:为了优化55SiCrA弹簧钢中夹杂物的组成和形态,采用热力学软件Factsage分别研究了CaO、SiO2含量对CaO-SiO2-Al2O3-MgO与CaO-SiO2-Al2O3-MnO系相图低熔点区域面积的影响,研究结果表明:随着CaO和SiO2含量的增加,CaO-SiO2-Al2O3-MnO系相图低熔点区域面积分数逐步增大;在CaO-SiO2-Al2O3-MgO系中,当CaO的质量分数为40%,SiO2的质量分数为50%时,对应相图的低熔点区域面积最大。同时,研究了不同碱度的精炼渣对钢样中夹杂物的影响,结果表明:当精炼渣的Al2O3含量相同时,随着精炼渣碱度的增大,夹杂物中Al2O3的含量不断增加,其成分逐渐偏离低熔点区域。当精炼渣中Al2O3的质量分数为8%,碱度为1.2时,可得到低熔点的塑性夹杂物,形貌多为球形,尺寸在5μm以下。

关键词:弹簧钢; 精炼渣; 碱度; 夹杂物; 低熔点区域

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160298

(2017, Vol. 29, No. 8, p626-636)

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45钢凝固相变过程中溶质平衡分配系数的变化

陈华标,龙木军,陈登福,桂林涛,马有光,段华美

(重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400030)

摘要:以45钢为研究对象,建立了多元凝固体系溶质平衡分配系数的热力学计算模型,利用FactSage Equilib模块计算得到了45钢凝固相变过程以及各溶质分配系数的变化。结果表明:45钢凝固路径先后经过L-δ、L-γ固-液两相区,MnS在固相中析出;依据相区间和温度的变化,回归得到了45钢中溶质C、Si、Mn、P、S平衡分配系数变化公式;溶质C、Si、Mn、P、S平均平衡分配系数分别为0.307、0.737、0.695、0.18、0.021,其中S偏析趋势最强烈,P次之,C偏析趋势较P小,Si和Mn基本相当,偏析较小。

关键词:45钢; 热力学计算; 凝固相变; 平衡分配系数

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160299

(2017, Vol. 29, No. 8, p637-642)

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双辊铸轧工艺参数对熔池场变量的影响

王三众,黄兆猛1,于辉1,2,杜凤山1,2

(1.燕山大学机械工程学院, 河北 秦皇岛 066004;2.燕山大学国家冷轧板带装备装备及工艺工程技术研究中心, 河北 秦皇岛 066004)

摘要:双辊铸轧过程控制是一个高度复杂的工程问题,熔池流场和温度场的稳定性直接影响着带坯的质量。研究铸轧工艺参数对流场、温度场的影响规律,对于得到厚度均匀的板带具有重要意义。基于立式双辊铸轧工艺构建了1∶1水模型实验平台和标准湍流数学模型,研究了铸轧速度、熔池接触角及浇注温度对熔池流场、液面波动及出口温度的影响。结果表明:在熔池出口附近,由于熔池体积减小而产生液体回流现象,且回流区域面积与铸轧速度近似成正比。铸轧速度越大,出口温度越高,沿板宽方向温差越小。当铸轧速度大于7.2m/min或熔池接触角小于40°时,熔池液面波动过于剧烈,会严重影响板带的质量。

关键词:双辊铸轧; 水模型; 流场; 温度场; 数值模拟

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160409

(2017, Vol. 29, No. 8, p643-648)

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RH精炼纯循环时间和镇静时间对IF钢洁净度影响

王洋,崔衡,王征,杨鹤

(北京科技大学工程技术研究院, 北京 100083)

摘要:为了优化RH处理工艺,提高RH精炼后的IF钢的洁净度水平,通过分析全氧含量和夹杂物的控制水平,研究了纯循环和镇静时间对IF钢洁净度的影响。研究表明,RH加入铝粒反应6min后钢液中全氧质量分数降低至24.7×10-6。加入Ti-Fe合金后,全氧质量分数上升至30×10-6。随后RH经合金化后保持6~9min的纯循环时间,全氧质量分数可降低到27 ×10-6。延长镇静时间至25min,可使全氧质量分数降低到27×10-6;通过直线法计算,夹杂物数量由破空时的13.21个/mm2逐渐降低到破空25min时的7.79个/mm2。

关键词:IF钢; RH精炼; 洁净度; 夹杂物

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160311

(2017, Vol. 29, No. 8, p649-653)

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基于案例学习的PC轧机板形智能设定方法

李维刚1,2,邓肯1,刘翱3,刘斌1,刘相华4

(1.武汉科技大学信息科学与工程学院, 湖北 武汉 430081;2.武汉科学大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心,湖北 武汉 430081;3. 武汉科技大学管理学院, 湖北 武汉 430081;4.东北大学研究院, 辽宁 沈阳 110819)

摘要:热轧板形模型大都建立在大量简化与假设基础之上,计算精度存在瓶颈。借鉴聚类分析和案例学习等数据挖掘方法,利用历史数据建立热轧板形PC角设定案例库,提出一种热轧板形PC角的智能设定方法。首先,对大量轧制历史数据进行聚类分析,挖掘出带钢板形控制良好的轧制案例,建立一个初始的轧制案例库。接着,在日常生产中不断对该案例库进行迭代学习,将更优秀的轧制案例分层别更新到案例库;使用时,通过相似度计算从案例库中找到与当前带钢最接近的轧制案例,取出其对应的PC角进行在线板形设定。该方法已成功应用于宝钢1580热连轧机组,在线应用表明可以有效提高热轧带钢板形控制精度。

关键词:热轧带钢; 板形控制; 案例推理; 聚类分析

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160286

(2017, Vol. 29, No. 8, p654-659)

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北极海洋平台用Q355E热轧H型钢连续冷却转变规律

潘红波1,2,周刘涛3,张建4,温永红3,闫军1,2,吴保桥4

(1. 安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室, 安徽 马鞍山 243002;2. 安徽工业大学冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室, 安徽 马鞍山 243002;3. 安徽工业大学冶金学院, 安徽 马鞍山 243002;4. 马钢股份有限公司技术中心, 安徽 马鞍山 243000)

摘要:在实验室利用Gleeble-3500热模拟试验机对3种Nb、V微合金化Q355E热轧H型钢进行了连续冷却转变规律测试,研究了冷却速度对试验钢组织与硬度的影响。结果表明:在冷速为0.5℃/s时,组织中开始出现贝氏体;冷速大于7℃/s时,珠光体转变即终止。在中等冷速下,Nb的加入促进了贝氏体的形成,抑制了铁素体与珠光体的形核;并且Nb的加入使铁素体转变区右移。Cr的加入降低了较高冷速下铁素体与珠光体相变点,并促进了高冷速下马氏体的形成。由于受V析出的影响,含V试验钢在冷速为1℃/s时其硬度曲线有一个“波谷”。3种试验钢的冷速在0.5~3℃/s之间时,试验钢可获得强韧性较好的细小准多边形铁素体、少量珠光体与贝氏体的复合组织。

关键词:热轧H型钢; 海洋平台; 微合金化; 连续冷却转变; 低温韧性

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160309

(2017, Vol. 29, No. 8, p660-666)

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高强度热轧双相钢的低周疲劳性能

刘斌1,2,吴润1,王孟2,梁文2,刘冬2,周和荣1

(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. 武汉钢铁有限公司研究院, 湖北 武汉 430080)

摘要:从热轧双相钢的实际应用需求出发,研究了高强度热轧双相钢DP600的低周疲劳性能。采用轴向应变控制方法对DP600钢进行了低周疲劳试验,并对试验数据进行拟合计算,得到DP600钢的循环应力-应变曲线、应变-寿命曲线和过渡疲劳寿命。通过扫描电镜观察疲劳断口,结果显示低周疲劳条件下,DP600钢断裂裂纹起源于试样表面,裂纹扩展前期呈现部分脆性断裂特征,后期则以明显的韧性断裂为主。

关键词:热轧双相钢; 低周疲劳; 应变-寿命曲线; 裂纹扩展

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160321

(2017, Vol. 29, No. 8, p667-670)

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GCr15轴承钢静态再结晶行为

刘子龙1,王志蒙1,邢鹏达1,曹文全2,彭艳1,王玉辉1

(1. 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心, 河北 秦皇岛 066004; 2. 钢铁研究总院特殊钢研究所, 北京 100081)

摘要:在Gleeble-3800热模拟实验机上利用双道次热压缩的实验方法,获得了GCr15轴承钢在不同实验条件下的应力-应变曲线,研究了该钢种在高温变形道次间隔时间内的静态软化行为以及再结晶规律,模拟材料热加工组织性能,为制定合理的轧制工艺提供实验基础和理论依据。分析了变形温度、应变速率和道次间隔时间对其静态再结晶行为的影响,建立了GCr15钢静态再结晶动力学模型,相应的静态再结晶激活能约为118.72kJ/mol。结果表明:静态再结晶体积分数随变形温度的升高、应变速率的提高或道次间隔时间的延长而增大。

关键词:GCr15轴承钢;双道次热压缩实验;静态再结晶;激活能;动力学模型

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160288

(2017, Vol. 29, No. 8, p671-677)

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厚规格X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀行为

马歌,朱靖玉,左秀荣,洪良,姬颖伦,董俊媛

(郑州大学物理工程学院, 河南 郑州 450000)

摘要:通过金相显微镜、扫描电镜对厚规格X70管线钢焊接接头进行中性盐雾试验(NSS试验)腐蚀产物形貌进行观察,采用EDS、XRD分别对腐蚀产物进行面扫描和物相分析。结果表明,盐雾腐蚀过程先发生点蚀,点蚀逐步发展成全面腐蚀。Cl-引起点蚀,点蚀导致裂纹的产生。腐蚀产物成分均匀,主要由铁的氧化物、氯化物和氢氧化物组成。腐蚀速率随着腐蚀时间的延长变缓慢,腐蚀过程中Cl-易穿过外层疏松的腐蚀产物与基体发生反应,而最内层致密的腐蚀产物膜对腐蚀介质的进一步扩散起到阻挡作用,减缓了反应速率提高了耐蚀性。

关键词:X70管线钢; 焊接接头; 盐雾腐蚀; 腐蚀产物

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160301

(2017, Vol. 29, No. 8, p678-683)

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卷取温度对纳米析出高强钢中析出相的影响

黄瑞,王焕荣,刘俊亮

(宝钢集团公司中央研究院, 上海 201900)

摘要:以新型热轧纳米析出强化钢为研究对象,利用透射电子显微镜分析了不同卷取温度下纳米析出相的形貌特征及尺寸分布。分析结果表明,当卷取温度小于650℃时,纳米析出颗粒尺寸小,但数量较少,对高强钢力学性能的贡献有限;当卷取温度高于650℃时,纳米析出颗粒逐渐长大并粗化,这也不利于提高材料的强度;只有当卷取温度为650℃时,钢中纳米析出颗粒无论是数量还是尺寸,均更有利于纳米析出高强钢获得优异的力学性能。

关键词:新型高强钢; 纳米析出强化; 透射电子显微镜; 显微组织

DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20170019

(2017, Vol. 29, No. 8, p684-688)

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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:0.836(SCI,2016)

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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