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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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    硅对铁素体耐热不锈钢组织与性能的影响

    张英波邹德宁王泉生张晓明...
    71-76,110页
    查看更多>>摘要：18Cr-Al-Si铁素体耐热不锈钢作为一种结构连接件的新型材料,主要应用于超(超)临界火力发电领域.为了明确硅含量对该钢组织和性能的影响,以18Cr-Al-Si铁素体耐热不锈钢为成分基础,施以添加2组不同成分的硅含量,通过室温拉伸和高温氧化等试验方法,同时借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等表征手段,对不同硅含量试验钢组织和性能进行了系统分析.结果表明,硅含量的增加会细化铁素体的晶粒尺寸并增加M23C6碳化物的数量,试验钢的抗拉强度和屈服强度升高,伸长率下降,断裂方式由韧性断裂向韧-脆混合型断裂方式转变;1.35Si试验钢氧化增重较大,因其钢中析出的M23C6碳化物较多,减少了固溶于基体及形成氧化膜的Cr含量,降低了其抗高温氧化性.

    18Cr-Al-Si铁素体耐热不锈钢Si组织性能碳化物

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    高塑性应变比Ti-IF钢组织性能及析出相

    韩赟邱木生邹英王刚...
    77-83页
    查看更多>>摘要：为了研究热轧及成品析出相对Ti-IF钢塑性应变比的影响,采用热力学计算结合万能试验机、透射电镜、能谱仪及电子背散射衍射分析手段,研究了两种Ti-IF钢在不同热轧加热温度下碳化物在热轧及镀锌退火过程中的析出行为.结果表明,随着热轧加热温度的降低,热轧卷析出相尺寸不断增大,Ti4C2S2及其与Cu2S复合析出相尺寸由50～100 nm增加到100～200 nm,析出相主要呈球形或椭球形以胞状或连续链状形态分布.随着硫含量的降低,1 230℃C高温加热热轧卷中含有较多尺寸为10～20 nm细小TiC析出相,同时在镀锌退火后得以保留,而在较高硫含量时热轧卷或镀锌卷中却很少发现TiC粒子析出,即在较高硫含量时可析出更多的粗大Ti4C2S2并抑制细小TiC析出及长大.较高硫含量镀锌卷{111}面织构比例分别达到87.5％以上,在力学性能上表现出更高的塑性应变比.

    Ti-IF塑性应变比硫含量加热温度析出相

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    超大型集装箱船用特厚止裂钢的发展

    王红涛田勇叶其斌王昭东...
    84-91,119页
    查看更多>>摘要：超大型集装箱船用特厚止裂钢板由于优异的止裂韧性,能够显著减小复杂交变应力对甲板上部大开口部位形成的安全威胁.通过系统总结止裂韧性的评价体系、对比分析国内外超大型集装箱船舶的发展趋势和特厚止裂钢板的生产状况,综述了超大型集装箱船用特厚止裂钢板的显微组织特征和有可能实施的生产工艺.全厚度细小的等轴铁素体、多边形铁素体配合有限的细化贝氏体及心部γ线上的织构强化是改善特厚钢板止裂韧性的关键.东北大学提出的NEU-Rolling控轧工艺能够解决TMCP态特厚止裂钢板的生产难题.

    止裂韧性100mm厚度止裂钢NEU-Rolling控轧工艺超大型集装箱船显微组织

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    特厚EH47止裂钢板及焊接热影响区的组织性能

    刘东升程丙贵罗咪曲锦波...
    92-102页
    查看更多>>摘要：为开发大型集装箱船用特厚EH47止裂钢板,提出了一种低碳微合金MnCrNiCu钢,研究了其变形奥氏体连续冷却相变规律,使用控轧控冷工艺(TMCP)试制出最大厚度为85 mm特厚EH47级钢板,使用埋弧焊(SMA)和药芯焊丝气保焊(FCAW)技术对最厚钢板进行焊接试验,研究钢板和焊接接头的显微组织和性能.通过系列V缺口 Charpy(CVN)示波冲击试验研究钢板的韧脆转变行为,获得各部位的韧脆转变温度(DBTT)及其解理断裂强度σí;测试了钢板及热影响区粗晶区(CGHAZ)全厚度截面的组织和CVN韧性,测试了-10℃的裂纹张开位移(CTOD)及其启裂韧性(Kc);通过系列温度梯度宽板双重拉伸(DT)试验,获得了钢板的止裂韧性(Kca)与温度之间的关系.结果表明,钢板的显微组织由铁素体(PF)、针状铁素体(AF)和弥散分布的马氏体奥氏体(MA)组成;随着精轧压下率和冷却速率逐渐提高,大角度晶界分数逐渐增大,DBTT随之降低;CVN试样和DT试样具有相同的解理断裂临界事件;FCAW CGHAZ由粒状贝氏体(GB)+MA组元为主,SMACGHAZ由AF+准多边形铁素体(QPF)+MA组元为主,前者Kc低于后者,更容易萌生解理断裂;钢板-10℃的Kca为7 140 N/mm3/2,具备止裂性能.

    控轧控冷工艺特厚钢板解理断裂应力起裂韧性止裂韧性

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    电子束熔炼对高速钢碳化物的影响

    孙满意谭毅王以霖庄辛鹏...
    103-110页
    查看更多>>摘要：细小而弥散分布的碳化物是高速钢优良性能的保证,但复杂的合金成分导致铸态高速钢中碳化物粗大、偏析严重.为了探究电子束熔炼对铸态高速钢的影响,改善高速钢中的组织及碳化物状态,采用电子束熔炼技术制备M35高速钢,并对其成分、组织等进行了表征.结果表明,EBM-M35高速钢中平均枝晶间距为20 μm,碳化物尺寸细小,在组织中均匀分布,主要类型为MC和M2C,且M2C型碳化物由层片状向纤维状转变.对铸态EBM-M35高速钢热处理时发现,在1 180℃,保温30 min后碳化物断裂球化,达到细化碳化物、使碳化物在组织中弥散分布的效果,并且可以利用较低的热处理温度或较短的保温时间完成碳化物的优化.为铸态高速钢后续锻造、轧制等变形细化提供更优异的组织基础.

    电子束熔炼M35高速钢碳化物高温热处理合金成分

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    锻态奥氏体基低密度钢的低温高速冲击力学行为

    王萍黄华钦李翔谢谦...
    111-119页
    查看更多>>摘要：为了评价锻态奥氏体基低密度钢在低温环境下抵抗高速冲击能力的大小,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对尺寸为φ3.94 mm×2.88 mm的锻态奥氏体基低密度钢Fe-28.13Mn-10.04A1-1.05C(Mn28Al10)试样在-50℃下进行了工程应变速率约为4 300 s-1的低温高速冲击压缩试验,研究了该钢在上述试验条件下的低温高速冲击力学行为.试验结果表明,被冲试样在低温高速冲击过程中先后经历了约18μs的压缩弹性变形、约110μs的压缩塑性变形、约20μs的拉伸塑性变形和断裂.被冲试样断裂前所吸收的塑性功约为1 558 J/cm3,绝热温升约为178℃.被冲试样的应力-应变曲线呈现出典型的应变强化特征,绝热温升的存在使得应力-应变曲线出现了波浪形起伏现象.低温高速冲击试样被冲断成以压缩塑性变形所致断裂和拉伸塑性变形所致断裂的3个断块,断口呈现出明显的压缩区和拉伸区,均属于以韧窝为特征的韧性断裂.压缩区和拉伸区附近的亚结构均为高密度可动位错,压缩变形区的位错密度比拉伸变形区低,而压缩变形区的高密度位错区的长度和宽度比拉伸变形区大.锻态Mn28A110低密度钢在-50℃和工程应变率约4 300s-1下的变形机制是位错滑移.

    奥氏体基低密度钢锻态低温高速冲击压缩力学行为变形机制

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    缺口对渗氮CrNiW钢超高周疲劳特性的影响

    孙振铎侯东勃李伟张明洋...
    120-129,136页
    查看更多>>摘要：为了研究缺口敏感性对渗氮CrNiW钢疲劳特性的影响,设计了一种光滑试样和两种缺口试样(应力集中系数Kt = 1.20、1.55),开展了渗氮CrNiW钢的超高周疲劳试验,使用SEM观测疲劳断口的微观结构,分析了疲劳缺口系数Kf、疲劳敏感系数q和循环周次Nf之间的关系.结果表明,渗氮对钢材疲劳性能的提升不大,光滑试样和Kt = 1.20的缺口试样存在表面和内部两种起裂模式,诱发内部起裂的缺陷均位于内部非渗氮区,KKt = 1.55时发现一种新的渗氮层内不均匀基体组织诱发的失效模式.光滑试样未出现双重S-N特性,Kt = 1.20时S-N曲线出现表面与内部起裂双重S-N特性,K,= 1.55时出现短寿命区和超高周寿命区表面起裂双重S-N特性.随着Kt的增大,多个内部缺陷同时萌生裂纹的现象被单裂纹源诱发失效的现象取代,并且诱发失效的内部缺陷位置呈现向试样表面靠近的趋势,鱼眼形状呈近似横向扁形→圆形→纵向椭圆形变化.缺口应力集中对表面起裂疲劳寿命影响较大,对内部起裂疲劳寿命影响很小.

    缺口敏感性渗氮CrNiW钢S-N曲线超高周疲劳特性

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    38MnSiVS非调质钢的相变模型

    张雄余伟王云龙
    130-136页
    查看更多>>摘要：对于热轧非调质钢棒材,轧后相变组织对最终产品的力学性能有着重要影响.为了准确预测38MnSiVS非调质钢棒材热轧后的组织演变和性能,利用热膨胀与定量金相方法,在Gleeble-3500热模拟机及Dil805淬火变形膨胀仪上分别测定了试验钢动态连续冷却转变(CCT)和动态等温转变(TTT)曲线.研究分析了冷却速率对试验钢相变及珠光体片层间距的影响,基于Esake and Pietrzyk和Zener and Hillert模型,分别建立了铁素体晶粒尺寸dα、珠光体片层间距SP关系式.结合动态等温转变曲线数据和Scheil叠加原理对铁素体体积分数进行了理论计算,为实际热轧生产中的组织性能控制提供理论依据.

    非调质钢连续冷却相变等温相变冷却速率数学模型

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    Fe-C合金凝固枝晶形貌及特性参数的相场模拟

    夏勇沈厚发刘华松王璞...
    137-145页
    查看更多>>摘要：为了实现对合金凝固过程中枝晶形态的定量表征、揭示凝固前沿溶质分布与过冷度对微观偏析的影响,进而实现对凝固枝晶间液相渗透率的量化研究,采用相场模型探讨了 Fe-0.5％C合金凝固过程中的显微组织和特征参数,并引入分形维数和无量纲周长定量分析了枝晶形貌、微观偏析和其糊状区的渗透性.结果表明,分形维数和无量纲周长可用于定量描述枝晶形态的复杂性.当过冷度从20增加到27 K时,分形维数从1.28增加到1.791,无量纲周长从2.39增加到12.6;随着过冷度的增加,枝晶中心轴和固/液界面的溶质浓度均增加,并且枝晶尖端的扩散层厚度减小,即枝晶之间的偏析率增大.此外,利用分形维数和无量纲周长作为凝固过程中枝晶曲折因子实现了凝固过程枝晶间糊状区渗透率的量化计算.其中,与分形维数相比,利用无量纲周长作为曲折因子估测的渗透率与试验结果更为吻合,其在不同过冷度下数值为1.36×10-15～1.75×10-13 m2.

    Fe-C合金相场模型显微组织微观偏析渗透率

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    钙处理对稀土在大线能量焊接HAZ中作用的影响

    谢毓敏宋明明门超奇朱航宇...
    146-153,163页
    查看更多>>摘要：为了探明钙处理对稀土改善C-Mn钢焊接HAZ韧性作用的影响,利用Gleeble模拟了热输入为339 kJ/cm的焊接热循环过程,对比研究了稀土处理钢和Ca-稀土处理钢焊接HAZ中夹杂物、显微组织和低温冲击韧性差异,分析了钙对稀土在HAZ中作用的影响规律,发现钙处理能促进稀土改善HAZ低温冲击韧性.钙能使稀土处理钢HAZ中的夹杂物从稀土氧化物复合夹杂转变为稀土-Ca的复合夹杂,平均尺寸从1.5增大到2.2 μm,长宽比从1.5减小到1.4,夹杂物总量降低.虽然钙对稀土处理钢HAZ中晶内针状铁素体的含量影响不大,但钙能增强稀土对HAZ原奥氏体晶粒粗化的抑制作用,Ca-稀土处理钢HAZ原奥氏体晶粒尺寸比稀土处理钢小.热输入为339 kJ/cm时,钙处理能使稀土处理钢HAZ低温冲击韧性明显提高.

    钙处理稀土焊接热影响区夹杂物组织低温冲击韧性

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