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钢铁
钢铁

翁宇庆

月刊

0449-749X

gangtiebianjibu@163.com

010-62182345

100081

北京海淀区学院南路76号

钢铁/Journal Iron & SteelCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1954年，是由中国科协主管，中国金属学会主办，我国冶金界历史较长的综合性科技期刊，也是反映钢铁工业的科技成就的主要刊物之一，在国内外享有 较高的声誉。其宗旨是面向生产、结合实际，坚持为钢铁工业生产建设服务，报道钢铁工业的科技成就、生产工艺的技术进步、生产工艺的技术进步、品种质量的改善提高、新技术新产品的开发应用、企业经营管理经验和专业理论应用研究等，以提高钢铁行业科技工作者和干部的科技水平，促进钢铁工业的发展。
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    高强双相钢的微观组织调控与力学性能

    侯晓英丁明凯刘万春陈钢...
    111-122页
    查看更多>>摘要：为了满足汽车主机厂用户对高强双相钢提出的多元化需求,通过合理的化学成分设计和工艺调控,获得F/M和B/Ar两种不同微观组织特征的高强双相钢,并采用SEM、TEM、拉伸和扩孔等试验手段,研究了F/M和B/Ar两种高强双相钢的工艺设计原理和微观组织形貌特征,分析了力学性能的影响因素.结果表明,F/M双相钢的退火温度 810℃在(AC1+AC3)/2±8℃范围内(AC1 和AC3 分别为加热时奥氏体转变开始和结束温度),主要由47%铁素体、46%马氏体及7%的块状残余奥氏体所组成,铁素体存在再结晶铁素体和先共析铁素体两种形态,晶粒尺寸分别为2.5～4.0 μm和1.0～2.5 μm;B/Ar双相钢是将退火温度设置在单相奥氏体区温度900℃,显微组织主要由84%的贝氏体和16%的第二相残余奥氏体组成,其中贝氏体是以原γ晶粒为基准相变而成,残余奥氏体呈片层状或是不连续块状特征.F/M和B/Ar双相钢在微观组织形貌上存在明显差异,其在变形过程中各相组织之间的协调变形作用各不相同,从而对其力学性能产生影响.两种工艺调控均可将抗拉强度控制在1 000 MPa级别,基体中均弥散分布着直径为4～13 nm的纳米级VC析出相粒子,其沉淀强化量超过220 MPa,并与高密度位错相互作用,最终提高材料强度和塑性.其中F/M双相钢抗拉强度为 1 035 MPa,同时具有较高的断后伸长率,达到18.7%;B/Ar双相钢抗拉强度比F/M双相钢增加111 MPa,达到了1 146 MPa,强塑积达到19.83 GPa·%,并且具有高屈强比和扩孔率,两者分别为0.709和38%.

    高强双相钢残余奥氏体沉淀强化VC析出力学性能

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    固溶对2.1GPa级超高强度不锈钢组织和性能的影响

    杜昌友刘振宝田帅王晓辉...
    123-130页
    查看更多>>摘要：超高强度不锈钢因具有良好的综合性能被广泛应用于航空、航天等领域.以一种新型2.1 GPa级超高强度不锈钢为研究对象,研究了不同固溶温度、时效处理对钢力学性能的影响规律,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段对钢的固溶和时效态的显微组织进行表征,建立了热处理-力学性能-微观组织之间的内在关联.结果表明,钢的固溶态组织为板条马氏体+残余奥氏体,原奥氏体晶粒尺寸随着固溶温度升高而增加,强度随着固溶温度升高呈降低趋势,而冲击吸收功先升高后降低;经1 050℃固溶的强度最高,但因未溶解的M6C相破坏了基体组织的连续性导致了冲击吸收功降低,1 100℃固溶的强度和冲击吸收功均低于1 080℃固溶情况,虽然前者奥氏体含量高有利于提高韧性,但粗大的晶粒导致了冲击吸收功降低.经时效后,钢的强度显著提高,1 050℃固溶+时效的强度最低;1 080℃固溶+时效的强度最高,此时抗拉强度为2 161 MPa,屈服强度1 784 MPa,塑韧性优于1 050℃和1 100℃的情况,1 080℃冲击吸收功为37.5 J,强韧性匹配最佳,在板条马氏体上析出大量细小、弥散的Laves相和M2C相,这是获得超高强度的主要原因,马氏体板条界上的薄膜状奥氏体是保持良好韧性的关键.研究钢种是目前国际上强度水平最高的不锈钢,研究成果可为提升其工程化技术成熟度提供一定的数据支撑.

    超高强度固溶温度不锈钢冲击吸收功显微组织

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    回火温度对30Cr15Mo1N钢组织演变和耐盐雾蚀性的影响

    李菁菁王存宇付小倩徐海峰...
    131-140,170页
    查看更多>>摘要：30Cr15Mo1N是一种氮质量分数达0.4%的马氏体不锈钢,高硬度与高耐蚀性匹配是其应用时面临的重要问题.利用SEM、TEM、化学相分析、盐雾试验等多种手段,对比研究了不同温度回火后钢的组织性能和耐蚀性能.结果表明,试验钢经淬火、深冷处理后,500℃以下回火的微观组织为板条马氏体基体上分布微米级未溶解析出相和纳米级新析出相;随回火温度的升高,析出相类型保持不变,均为M23C6和Cr2(C,N),析出相数量和尺寸逐渐增大,尤其是475℃回火时出现析出相质量分数突然增大、马氏体逐渐溶解,回火温度高于500℃时出现回火索氏体.同时,钢中还存在二次硬化现象,在500℃回火时二次硬化峰值硬度为60.7HRC,随回火温度的升高,马氏体强化和固溶强化的作用逐渐下降,二次硬化效果主要是由于大量析出相的强化作用.盐雾腐蚀结果表明,回火温度小于400℃时以微小点蚀为主,在回火温度高于450℃时出现肉眼可见的腐蚀现象,试样表面出现颗粒状和片层状的腐蚀产物沉积,其中475～500℃回火的样品腐蚀最严重,随回火温度升高耐蚀性能变差.回火过程中含Cr析出相的析出导致其周围基体出现贫Cr区,引发试验钢耐腐蚀性能的下降,回火温度达到600℃以后,析出相边缘的贫Cr区间距增加使钢的耐蚀性稍有提升.因此,若同时追求高硬度与高耐蚀性、满足轴承不小于58HRC的硬度需求,钢的回火温度应不高于400℃.

    马氏体不锈钢回火析出相中性盐雾试验贫Cr区

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    基于点云数据的Q345qD钢点蚀特征分析

    刘豪陈一馨杨帅刘永生...
    141-151页
    查看更多>>摘要：处于濒海环境的钢桥在腐蚀初期会产生点蚀现象,腐蚀坑的出现易加剧局部应力集中和结构承载能力劣化,影响钢桥服役的安全性和可靠性.以Q345qD桥梁结构钢为研究对象,设计试件并进行了64 h全浸润腐蚀试验,利用KathMatic激光光谱共聚焦显微镜对处理后的腐蚀试件进行表面形貌点云数据采集和处理,提出了一种基于点云数据的腐蚀坑及其几何参数的高精度提取方法.利用统计滤波算法对点云数据进行平滑处理,通过随机采样一致算法(RANSAC)进行腐蚀坑点云的平面分割,基于密度聚类算法(DBSCAN)输出不同的腐蚀坑簇,获取腐蚀坑关键数据.通过滚球算法(Alpha Shape)和凸包算法(Graham)分别进行腐蚀坑提取及标记,对比两者提取结果发现,滚球算法可精确获得每个腐蚀坑的深度及对应的腐蚀坑表面积,且提取的腐蚀坑表面积相较于凸包算法精确度整体提高了22.39%.分别对腐蚀坑的深度以及腐蚀坑表面积进行统计学分析,拟合获得其分布经验函数并进行分布假设检验,结果发现在显著水平α=0.05情况下,Q345qD钢材试件在点蚀阶段的腐蚀坑深度符合Gumbel、Logistic以及Weibull分布,相关性系数分别为 99.10%、96.23%和 99.02%,其与Gumble分布的相关性最高;腐蚀坑表面积服从Logistic分布,相关性系数为97.02%.该方法可为同类环境下Q345qD钢点蚀分布规律及后续Q345qD钢在随机点蚀作用下的力学性能衰变规律研究提供参考.

    Q345qD钢点云处理腐蚀坑深度腐蚀坑面积分布规律统计

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    2025年《钢铁》《中国冶金》期刊征订启事

    151页
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    烧结配加钢铁厂污泥对烟气及产质量的影响

    胡琰赵贺喜齐鹏宇丁龙...
    152-161页
    查看更多>>摘要：钢铁工业推行的"固废不出厂"发展模式要求企业生产过程产生的固废在厂内进行消纳利用.钢铁厂各工序产生的污泥种类包括氧化铁泥、OG(Oxygen Converter Gas Recovery)粗粒、碳酸钙污泥、酸碱中和污泥、连铸污泥和生物污泥等,其成分复杂,厂内无害化处置是当前企业面临的难题.钢铁厂污泥含有铁、碳等有价元素,采用烧结工艺处置是固废资源化利用的有效途径之一.以国内某钢铁企业生产过程产生的多种污泥为研究对象,开展了污泥加热燃烧试验和配矿烧结试验,通过检测烟气成分和烧结矿产质量指标评估了烧结工序消纳污泥的可行性和极限配比.结果表明,污泥加热燃烧过程形成了SO2、CO、HCl、NO2、NO、CH4、VOCs(挥发性有机物)等污染物,其中CO和SO2排放量较高,分别达到16.94和12.10 mg/g(污泥),VOCs排放量达到2.58 mg/g(污泥).将污泥进行配矿烧结,导致烧结烟气中SO2、NO、CH4 和VOCs的排放浓度显著升高.当污泥添加比例为 5%时,SO2、NO、CH4 和VOCs的吨烧结矿排放量较基准试验分别增加 143%、44%、219%和 1 577%.随着污泥配加比例从0%逐渐提升至7%,烧结矿的产质量指标呈现先提高后降低的趋势.污泥添加比例由0增加到3%,烧结利用系数和垂直烧结速度有提高趋势.随着污泥添加比例继续增加,烧结产质量指标均有所降低.因此,污泥在烧结工艺中消纳处理会造成烟气污染物排放浓度增加和产质量指标的下降,在烧结烟气净化系统处理能力有富余的情况下,污泥在烧结原料中添加量(质量分数)需要控制在3%以内.

    钢铁厂污泥加热燃烧铁矿烧结烟气污染物产质量

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    Ca处理易切削钢中不同种类硫化物的变形行为

    高小勇朱坦华李耀强张立峰...
    162-170页
    查看更多>>摘要：硫化物的尺寸和形貌是影响易切削钢的切削性能和力学性能的重要因素.为了提高易切削钢的硫化物控制水平,采用扫描电子显微镜和夹杂物自动分析仪系统分析了钙处理易切削钢中硫化物在热轧前后的特征(长度、长径比和面积)变化规律.钙处理易切削钢中存在2种类型的硫化物,即纯MnS和CaS-MnS.CaS-MnS的数量比例为13%～21%,心部含有氧化物.能谱分布表明CaS-MnS是成分均匀的固溶体相.对于纯MnS,其在连铸坯中的平均长径比和最大长径比分别为2.191和26.87;经过热轧,平均长径比和最大长径比分别为4.583和60.83;平均长径比增加 107.12%.对于CaS-MnS,其在连铸坯中的长度、长径比和面积均明显小于纯MnS.经过热轧,CaS-MnS变形很小,平均长径比和最大长径比分别为1.598和14.42,平均长径比仅增加8.48%.面积对纯MnS的变形影响较大.对于面积不大于30 μm2 的纯MnS,其在连铸坯和轧材中的长径比均较小(小于4);对于面积大于30 μm2的纯MnS,热轧后长径比明显增加.对硫化物的形成机理进行了解释.钙处理后夹杂物为CaO-Al2O3.加硫线后钢中硫质量分数远大于氧质量分数,使得CaO转变为CaS.CaS与MnS具有互溶性,能够促进MnS的异质形核,形成细小的CaS-MnS.在凝固末期,Mn和S的过饱和度剧烈增加,使得MnS在短时间内大量析出.有助于更好地理解钙处理对硫系易切削钢的作用,可为工程应用提供指导.

    易切削钢硫化物长径比钙处理热力学计算

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    高频磁场在材料加工中的应用与最新进展

    崔心宇那贤昭
    171-179页
    查看更多>>摘要：材料电磁加工向高频技术方向发展,高频磁场在材料加工过程中发挥着重要作用.传统高频磁场技术相较于工频电磁加工技术可以对导电材料产生更显著的热效应和电磁力,通过无接触的工作方式,广泛应用于感应淬火、感应焊接、感应热弯成型、感应熔覆以及电磁悬浮熔炼等金属材料的制造和加工中,具有高效率、高可控性、低能耗的优势.近年来发展出的高频磁场作用于低电导率液体中的新应用,突破了传统电磁技术在处理低导电材料时的限制.由独特排布的双相电感线圈产生的高频行波磁场可以对电导率为1～100 S/m低导电液体产生厘米每秒量级的驱动效果,可以强化工业中液态钢渣等低导电液体的三传过程,有望应用于热态钢渣提铁技术,提高钢渣铁资源的回收率.结合传统高频技术和高频行波磁场技术的特点和应用,高频磁场技术在材料加工领域的未来发展需通过线圈结构设计以及频率控制实现复杂的加工过程,并将可应用的材料拓展到低导电介质领域.

    高频电磁技术感应加热电磁悬浮高频行波磁场低导电液体

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    中国工程院院士、中国金属学会原理事长干勇致辞

    干勇
    180页
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    中国金属学会副理事长、秘书长王新江致辞

    王新江
    181页
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