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期刊信息/Journal information
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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    《钢铁》杂志征稿启事

    128页
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    超高强带钢冷轧及平整过程表面粗糙度协同控制工艺

    王立萍周新福吴朋徽张冀...
    129-136页
    查看更多>>摘要：超高强带钢强度高、硬度大、平整轧制过程中伸长率小,因此工作辊压印能力弱,即轧辊粗糙度压印率较小而带钢表面粗糙度遗传率大,同时来料带钢表面粗糙度没有得到精准控制,最终导致成品带钢表面粗糙度难以达标.首先,充分考虑超高强带钢的冷轧及平整轧制特点,分析了带钢伸长率、工作辊表面粗糙度及来料表面粗糙度对超高强带钢表面粗糙度的影响.其次,提出超高强带钢冷轧机组与平整机组轧制过程表面粗糙度协同控制策略,通过设定冷轧机组第4机架与第5机架工作辊表面粗糙度完成对平整来料表面粗糙度的控制,进一步设定平整机组工作辊表面粗糙度范围,通过调整带钢伸长率的大小,建立以超高强带钢成品表面粗糙度控制精度为目标的冷轧及平整机组协同控制技术模型.最后,将控制技术应用到国内某冷轧与平整机组4种典型规格的超高强带钢实际生产过程中.工艺结果表明,平整机组来料表面粗糙度与控制标准的偏差降低了0.1 μm,满足平整机组对来料表面粗糙度的要求,同时,成品带钢表面粗糙度控制精度达到了90%以上,粗糙度波动值降到0.06 μm以下,有效地提升了平整机组对超高强带钢表面粗糙度的控制能力,具有进一步推广应用的价值.

    超高强钢冷连轧机组平整机组工作辊表面粗糙度协同控制

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    高氮不锈轴承钢组织表征与滚动接触疲劳失效机制

    李波史智越徐海峰胡忠会...
    137-146页
    查看更多>>摘要：高氮不锈轴承钢作为第三代轴承钢材料,被广泛应用于航天飞机燃料泵轴承、飞机发动机主轴轴承等领域,现已经成为航空航天关键基础材料.而国内关于高氮不锈轴承钢滚动接触疲劳性能研究几乎空白,因此对加压电渣冶炼工艺制备的高氮不锈轴承钢采用不同回火温度热处理,进行力学性能测试、微观结构表征和滚动接触疲劳性能测试.结果表明,试验钢 1 030℃淬火+180℃回火热处理工艺抗拉强度为 1 899.7 MPa、硬度为60.7HRC,500℃回火后硬度与180℃相当,抗拉强度提升至2 213.5 MPa;通过对500℃高温回火试样基体表征,发现基体内纳米级Cr-N第二相析出是二次硬化现象产生的主要原因.180℃回火试样滚动接触疲劳寿命L10 为1.67×107,500℃回火试样L10为2.85×107,提高了70%;通过对2组试样疲劳剥落坑深入表征,发现180℃回火试样次表层沿晶断裂是引起滚动接触疲劳失效的主要原因;结合基体残余应力测量结果分析,500℃高温回火残余拉应力为41 MPa,低于180℃回火的101 MPa.高温回火基体内析出的纳米级Cr-N第二相可以降低位错的运动能力,同时减弱了基体内部应力集中,使得滚道次表层沿晶断裂倾向减小,滚动接触疲劳寿命显著提高.对高氮不锈轴承钢不同回火工艺微观组织结构、滚动接触疲劳性能、裂纹萌生机制进行了深入研究分析,为高氮不锈轴承钢热处理工艺制定、抗疲劳机制研究以及材料研发应用提供试验与理论基础.

    高氮不锈轴承钢微观结构滚动接触疲劳疲劳剥落疲劳裂纹萌生

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    冷却速率对317L奥氏体不锈钢凝固组织演变的影响

    李雨浓邹德宁陈浩东惠朋博...
    147-154,174页
    查看更多>>摘要：317L奥氏体不锈钢中Mo元素的增加使其具有更加优异的抗化学腐蚀能力,然而较高的Mo元素含量会增加其凝固过程δ-铁素体相的析出倾向,同时促进δ-铁素体向sigma脆性相的转化,该类Cr-Mo复合相需要采用长时间的均质化处理进行消除,但长时间高温热处理会造成晶粒的异常生长,对后续腐蚀性能产生较大影响,因此在凝固过程中对其凝固组织的控制极为重要.冷却速率是影响不锈钢凝固组织的重要因素之一,利用高温共聚焦显微镜(HT-CLSM)观察了 3种典型冷速(6、100、1 000℃/min)下 317L的凝固组织演变过程,并借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜及能谱仪(SEM-EDS)和电子背散射衍射技术(EBSD)等表征手段对其凝固组织以及Cr-Mo复合相形貌、分布和含量进行分析.结果表明,317L不锈钢为FA型凝固,在凝固过程中δ-铁素体相率先从液相中形核,并与液相发生包晶反应生成γ-奥氏体相;随着冷却速率的增加,材料的结晶形核过程存在相应的滞后性,导致其过冷度增加,初始凝固温度略有降低,同时Cr、Mo元素的扩散行为受到影响,致使sigma相含量随着冷却速率的增加先增加后降低,铁素体相含量先降低后增加;317L中的Cr、Mo、Ni元素均发生了偏析,其中Cr、Mo元素发生了正偏析,Ni元素发生了负偏析,且Mo元素的偏析最为严重.

    奥氏体不锈钢冷却速率凝固组织HT-CLSMCr-Mo复合相

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    电脉冲辅助轧制SUS304极薄带的微观组织及力学性能

    范婉婉任忠凯刘晓魏书凤...
    155-165页
    查看更多>>摘要：SUS304不锈钢极薄带是众多高精尖领域的重要原材料,但其变形抗力大导致极薄带的轧制生产工艺复杂.将脉冲电流加载至SUS304不锈钢极薄带的轧制变形中,研究脉冲电流辅助对极薄带轧制变形的影响.通过室温轧制和不同脉冲频率下的电脉冲辅助轧制试验,使用EBSD和XRD对轧后试样进行微观表征,研究了电脉冲辅助轧制对极薄带组织形貌、晶粒取向以及物相演变的影响.结合力学性能测试,分析了脉冲电流对轧制试样力学性能的影响.结果表明,电脉冲辅助轧制促使试样发生动态回复,增大电脉冲频率可加速其动态过程,600 Hz通电试样以亚结构晶粒为主(98.3%).加载脉冲电流可改变极薄带的轧制变形机制,使其从相变马氏体转变为形变诱发孪晶.脉冲电流产生的热效应和非热效应皆可促进位错脱钉,使得相同变形量下电脉冲辅助轧制试样的位错密度明显低于室温轧制试样,加工硬化减弱、力学性能改善.同时,电脉冲辅助轧制有助于弱化轧制变形织构、增加织构类型,可改善变形试样的各向异性,有利于提高试样的塑性变形能力.对比室温轧制试样,600 Hz通电试样的显微硬度下降了 33.4%,屈服强度降低了 15.2%,断裂伸长率提高了 249.6%,塑性变形能力恢复至原材料的30%.由此可见,电脉冲辅助SUS304不锈钢极薄带轧制变形,可减少加工硬化、降低变形抗力、提高塑性变形能力,有望突破最小可轧厚度,拓宽其应用领域.

    SUS304极薄带电脉冲辅助轧制加工硬化位错密度变形机制

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    基于二冷水优化改善板坯表面裂纹

    迟云广姚建华张国柱
    166-174页
    查看更多>>摘要：铸坯表面质量直接影响热送热装效率以及钢板质量.表面裂纹是湘钢板坯目前存在的最主要表面质量问题.针对A36钢种,通过光学显微镜对300 mm厚度规格铸坯表面裂纹形貌进行了观察;利用扫描电镜分析、能谱分析确定了裂纹内部及裂纹附近存在大量Si、Mn、Fe的氧化物.模拟分析了铸机不同部位的温度,并结合裂纹附近氧化物的种类以及生成温度,确定了裂纹产生或者扩展的位置为结晶器足辊至弯曲段2区.对裂纹产生或者扩展部位的二冷水进行了优化试验,通过光学显微镜分析了距离铸坯边部不同距离处显微组织变化,并通过Image J对铁素体晶粒尺寸以及珠光体体积分数进行了统计.结晶器足辊和弯曲段2区二冷水优化试验表明,300 mm厚度规格铸坯结晶器足辊水增加至260 L/min、2区二冷水增加至170 L/min后,铸坯上表面从边部向中心部位显微组织整体变化规律不变,但二冷水优化后组织转变位置向边部移动;二冷水优化后距离铸坯边部不同距离处铁素体晶粒尺寸均明显减小,铁素体晶粒尺寸的减小增加了晶界数量,增强了对裂纹扩展的阻碍作用;珠光体体积分数降低,形貌由棱角尖锐的板条状,逐渐变得圆滑,减小了不同组织间的接触应力.二冷水的优化使板坯裂纹敏感性得到了明显改善,为解决铸坯裂纹提供了方法和手段.

    板坯表面裂纹二冷水晶粒尺寸珠光体

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    HIsmelt熔融还原工艺处理赤泥的可行性分析与探讨

    郄亚娜李娜张淑会魏召强...
    175-182,196页
    查看更多>>摘要：赤泥作为冶炼铝土矿产生的固体废弃物,产量大、利用率低,中国赤泥的利用率在10%以下,目前大部分赤泥仍堆放处理,不仅占用大量土地资源,而且会对环境造成严重污染,实现多渠道、大规模的赤泥回收利用已成为中国乃至全世界亟待解决的课题.通过物质能量守恒定律并结合FactSage热力学计算及试验验证,分析HIsmelt熔融还原高铁赤泥炉渣的物相析出过程及黏度变化规律,得到了HIsmelt熔融还原处理赤泥的添加比例,并通过炉渣熔融改制处理探究了HIsmelt熔融还原处理赤泥生产微晶石的可行性.研究结果表明,在HIsmelt正常冶炼PB矿粉工艺条件下配加30%(质量分数)以下的赤泥对炉渣黏度和物相组成的影响不大;通过改变炉渣碱度、MgO/Al2O3质量比、添加稀释剂对炉渣进行熔融改质,得到在炉渣碱度为1.2时,MgO/Al2O3质量比为0.6左右时的炉渣黏度最低,但同时炉渣中w(SiO2)较低,这表明单纯调整炉渣成分虽可改善炉渣流动性,但无法满足生产微晶石的w(SiO2)要求.在保证炉渣流动性的基础上,通过添加CaF2可增加炉渣中w(SiO2),当CaF2添加量为3%～5%时,炉渣中w(SiO2)达到40%以上,可考虑作为生产微晶石的原料.

    HIsmelt工艺赤泥微晶石炉渣改制物相演变

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    氢冶金工艺技术发展现状及应用

    卢立金王海风王锋邱健...
    183-196页
    查看更多>>摘要：钢铁行业为中国重要的经济支撑行业,也是主要的碳排放行业.氢能在冶金领域的应用是一种环保、高效的钢铁生产技术,是实现低碳发展的重要途经之一.在全面介绍富氢高炉、氢基直接还原、氢基熔融还原工艺的基础上,分析各种工艺在冶金工业的应用情况,并且系统探讨了各工艺的探索及实践.综合各种工艺的优缺点,分析了中国低碳背景下氢冶金的发展趋势.目前中国钢铁行业的生产还是以长流程为主,要实现2035年减排30%的目标,富氢高炉工艺可作为现阶段工艺技术改进的首选方向.但是富氢高炉工艺实现碳减排的能力比较有限,碳减排幅度为10%～20%,无法满足未来碳中和的目标.相比于富氢高炉工艺,氢基直接还原铁工艺的碳减排可达到50%以上,因此,氢基直接还原工艺可作为未来发展的主要路线.氢基熔融还原也有较好的碳减排效果,且生产出的高纯铸造生铁可用于高端铸件领域,但是目前对其研究不够充分,还处于基础研究阶段,与大规模的工业化生产还有较大的差距.氢冶金作为钢铁行业低碳绿色发展的重要途径,中国起步较晚且还面临基础研究薄弱、短期成本高等问题,随着绿氢产业的发展,绿色氢冶金将是未来钢铁行业绿色发展的重要方向.

    氢冶金高炉富氢直接还原熔融还原

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    基于柜位预测的转炉煤气热值优化模型

    陈光胡鹏包向军郦秀萍...
    197-206页
    查看更多>>摘要：转炉煤气是转炉冶炼时产出的重要能源介质,提升转炉煤气热值对用户使用及平衡调度等有着重要意义.目前大多数研究都针对提升回收煤气量,而对通过调控提升煤气回收质量研究未见报道.为了在柜位回收限度内提升转炉煤气的回收质量,增加转炉煤气余热余能回收效率,结合柜位预测调控起止回收时刻,建立了转炉煤气热值优化模型.通过煤气发生量与煤气消耗量的特征分析,依据吹炼计划建立碳平衡进而开发煤气平均发生流量预测模型,与实际生产数据相比,模型精度达96%.使用Sarima模型对历史数据训练并开发煤气消耗量预测模型,模型精度达97%,结合上述模型根据吹炼开始时初始柜位建立了煤气柜位预测模型,预测吹炼周期柜位变化规律,模型精度达95%.根据历史数据拟合出CO体积分数特征曲线,方差为0.95以上.利用非线性规划优化算法,以回收煤气热值为优化目标,柜容和起止回收CO体积分数为约束条件,开发出转炉煤气起止回收时刻调控模型并编程求解得到了优化方案,提升了转炉煤气回收热值,以某钢单炉调控结果为例,调控前后回收煤气热值从6 278.3 kJ/m3提高到6 654.6 kJ/m3,并降低了高热值煤气放散.通过和大量现场数据对比,平均回收煤气热值提高5%,该建模过程为转炉煤气热值提升提供了有效的优化方法.

    转炉煤气热值柜位预测非线性规划CO体积分数优化模型

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    《中国冶金》杂志征稿启事

    206页
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