首页期刊导航|钢铁
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。
正式出版
收录年代

    10Ni5CrMoV厚板连续差温轧制工艺

    王宝山王卫卫张宏亮张翔博...
    94-101页
    查看更多>>摘要：厚板是船舶、化工、高压管道、压力容器等行业必需的钢材品种,但在轧制成形时由于心部变形不充分,导致内部孔洞难以压合,存在心部力学性能偏低、厚度方向上性能不均匀的问题.以10Ni5CrMoV厚板为例,研究了其在差温轧制工艺下的变形规律,目的是解决厚板心部变形不足的问题,为差温轧制在厚板成形中的应用提供理论依据.首先通过Gleeble热压缩试验测定了 10Ni5CrMoV钢的高温真实应力-真实应变曲线,建立了10Ni5CrMoV钢的本构方程,基于此本构模型,应用有限元方法进行了 10Ni5CrMoV厚板5道次轧制过程的数值模拟,分析了心-表温度分布规律和应变分布规律,并进行了轧制验证试验,对比了不同轧制工艺下厚度方向上的变形及组织均匀性.结果表明,当5道次轧制的总变形量为58.3％时,与均温轧制相比,连续差温轧制和首道次差温轧制10Ni5CrMoV厚板心部的等效塑性应变分别提高了 5.40％和1.04％,连续差温轧制工艺最有利于心部变形,但是,需要进行道次间冷却才能维持厚板差温轧制所需的心表大温差的温度分布状态.10Ni5CrMoV厚板变形均匀程度依次为连续差温轧制＞首道次差温轧制＞均温轧制,连续差温轧制后内部晶粒明显细化、组织更均匀.连续差温轧制能有效促进变形向厚板心部渗透,这对均匀化组织、提高力学性能、改善质量具有重要意义.

    厚板本构模型10Ni5CrMoV钢差温轧制工艺有限元模拟

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    纯δ-铁素体低密度钢热变形模型及再结晶特征

    朱雯婷储双杰陈赛王美晨...
    102-111页
    查看更多>>摘要：Fe-Al低密度钢作为一类新兴的钢铁材料,凭借其低密度、高塑性、优异耐蚀性、成本效益和批量生产的可行性引起广泛的关注和研究.与其他具有竞争力的结构材料相比,高铝Fe-Al低密度钢组织为粗大 铁素体,在无相变发生的情况下如何细化Fe-Al铁素体钢的晶粒成为一个难题.利用热模拟试验机和微观组织分析等手段,对高铝Fe-7.5Al铁素体低密度钢在变形温度为850～1 100 ℃及应变速率为0.01～10 s-1条件下的热变形过程中的组织演化和再结晶行为进行分析,提供动态再结晶实现晶粒细化以达到强度和塑性的良好配合的可行性.基于压缩真应力-应变曲线,构建了预测峰值应力的本构方程,并根据动态材料模型绘制了 Fe-7.5Al钢的热加工图.结果表明,Fe-7.5Al钢的热变形行为符合具有中等层错能的合金材料的一般规律,由位错的滑移和攀移控制;Fe-7.5Al钢的动态软化机制以动态回复为主.提高变形温度和应变速率有利于不连续动态再结晶行为的发生,这种不连续再结晶形核是由应变诱导晶界迁移产生的,其热变形激活能约为368.5kJ/mol.在变形温度较低(＜950 ℃)以及高应变速率(＞1s-1)下将出现不稳定塑性变形区,此时Fe-7.5Al钢将沿δ/δ-铁素体晶界形成微带,并且在三叉晶界处产生楔形开裂.

    低密度δ-铁素体钢热变形组织演变动态回复不连续动态再结晶

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    铌对中碳超细晶贝氏体钢相变动力学的影响

    汤斌周明星潘成刚陈振业...
    112-121页
    查看更多>>摘要：铌对贝氏体相变的影响较为复杂,且存在不同观点,一部分学者认为铌的添加阻碍贝氏体相变动力学,而另一部分学者认为铌增加相变形核点,加速贝氏体相变动力学.此外,铌一般添加在低碳钢中,在中碳和高碳钢中的应用较少.以当下热门的超细晶贝氏体钢为对象,采用热处理试验与高温激光共聚焦显微镜(LSCM)原位观察试验结合的方法研究铌对中碳钢相变动力学的影响.此外采用场发射扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)研究了铌对中碳贝氏体钢显微组织的影响.结果表明,铌细化中碳贝氏体钢原始奥氏体晶粒,加热温度为1 100 ℃时,加入质量分数为0.024％的铌后,使原奥尺寸由(72±2)µm细化至(51±2)µm.通过理论计算发现,在该加热温度下,大部分铌处于析出状态,所以原奥细化的主要机理是NbC对晶界的钉扎作用.同时铌减慢贝氏体束伸长速率,这是其溶质拖曳作用引起的.加入质量分数为0.024％的铌后,相变体积分数50％前贝氏体束平均伸长速率由(0.43±0.13)µm/s减慢至(0.31±0.16)µm/s.对于试验所用中碳贝氏体钢,铌的添加减慢了贝氏体整体相变动力学,主要原因是晶粒的细化限制了贝氏体束的生长,且铌的溶质拖曳作用减慢了贝氏体束的伸长速率.同时铌的添加细化了块状M、M/A和RA,这对提高钢的韧性是有利的.为进一步理解铌在中碳贝氏体钢中的作用机理提供了有益参考.

    铌贝氏体中碳贝氏体钢原位观察相变动力学

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    冷变形对S32101双相不锈钢组织和力学性能的影响

    李国平武敏
    122-129页
    查看更多>>摘要：经济型双相不锈钢具有低成本和高性能的特点,作为结构材料可以实现材料减重和降低全寿命周期成本.经济型双相不锈钢替代碳钢应用于城市交通车体结构材料,要求屈服强度Rp0.2达到630 MPa以上,伸长率A50高于20％,因此S32101需要进一步提高强度.对S32101施加不同的冷轧变形量(5％～20％),采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)分析表征了冷变形组织,并研究了冷轧变形量对力学性能的影响规律.结果表明,5％冷变形后,S32101奥氏体相中形成层错和位错.随着冷变形量增大,逐步形成机械孪晶和应变诱导马氏体相变.形变诱导马氏体产生所需的临界变形量为15％.奥氏体与马氏体之间的位向关系符合N-W关系,即(110)α'∥(111)γ且[001]α'//[011]γ.奥氏体相的强化机制在冷变形的不同阶段分别为位错和层错强化、孪晶强化以及相变强化.在冷变形过程中,铁素体相中位错密度逐渐增大,强化机制为位错强化.经济型双相不锈钢S32101对冷变形敏感,施加小变形量即使强度显著提升.当冷变形量为5％时,经济型双相不锈钢S32101的屈服强度达到720 MPa,伸长率为22％,综合性能满足城市交通车体结构材料的要求.随着冷变形量进一步增大至20％,S32101强度逐渐升高,屈服强度提高至950 MPa,抗拉强度提高至1 130 MPa,但伸长率降低至12％.

    双相不锈钢冷变形机械孪晶马氏体相变力学性能

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    时效处理对新型耐热钢组织及力学性能的影响

    杜京伦杨苏冰丁恒楠王资兴...
    130-138页
    查看更多>>摘要：新型含铝奥氏体耐热钢(AFA)在650～700 ℃温度范围内,具有组织稳定、高温性能优异以及制备成本较低等优点而成为超超临界火电机组的候选材料.为了系统阐明新型含铝奥氏体耐热钢在700℃下的第二相短时析出行为及与力学性能的关系,采用时效热处理、第二相析出粗化模型和综合力学试验相结合的方法,分析了 700 ℃短时(≤500h)时效对新型含铝奥氏体耐热钢Fe-18.4Cr-31Ni-1Nb-2.9Al(质量分数,％)的微观结构和力学性能的影响.研究结果表明,Laves相和B2-NiAl相尺寸会随着时效时间的延长而逐渐增大.当时效至20 h,Laves相开始沿晶界析出,随着时效时间的延长,其尺寸粗化并覆盖晶界.相比之下,100h时B2-NiAl相在晶内析出,并由短棒状长为针状.随着时效时间从100 h延长至500 h,Laves相和B2-NiAI相的平均尺寸从449 nm增加到706.9 nm.用Lifshitz-Slyozov-Wanger(LSW)粗化模型理论定量分析Laves相和B2-NiAl相粗化动力学和等温时效时间的关系.计算得析出相的粗化速率k为1.925 8× 10-27m3/s,表明Laves相和B2-NiA1相的长大速率由溶质原子扩散所控制.基体中Laves相和B2-NiAl相的析出导致硬度和高温拉伸性能的增强.0～500 h,硬度持续增加,而抗拉强度先增加后降低.这是由于在0～200 h,Laves相和弥散的B2-NiAl相析出,而200～500 h,B2-NiAl相长大,使得抗拉强度降低,而伸长率增加.与未时效状态的抗拉强度528 MPa,伸长率76％相比,500h时效后,其抗拉强度增至579 MPa,伸长率为52％.

    新型含铝奥氏体耐热钢时效析出相粗化速率力学性能

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    锌铝镁镀层在加热过程中的组织和耐蚀性

    刘广会韩赟刘全利徐呈亮...
    139-149,168页
    查看更多>>摘要：锌铝镁镀层相对于纯锌镀层具有更好的耐蚀性,结合其特有的划伤自愈、切口保护等特点受到越来越多的钢铁生产企业及下游用户的重视,尤其在材料服役条件较为严苛的环境,客户采用该新型镀层的愿望较为强烈.锌铝镁镀层钢板在使用过程中会遇到热加工和热处理,最常见的是焊接和切割.因此研究锌铝镁镀层在不同温度区间的性能稳定性越来越受到关注.为了探究锌铝镁镀层在温度变化过程中组织和性能的变化,更好地提高镀层耐热性能,研究了不同铝含量的锌铝镁镀层(Zn1Al1Mg、Zn55Al1Mg)在不同的加温温度(300、500、700 ℃)进行加热,并随炉保温10 min之后镀层内部的组织变化以及对物理和化学性能产出的影响.通过相图计算预测了保温之前镀层的析出相,通过电镜表征热处理后镀层的截面组织和表面组织的形貌,对各个不同的区域进行电镜自带的EDS的成分检测;同时,对镀层中不同相的组成进行了 XRD的测试;对不同热处理工艺的试样进行维氏硬度的测试;对试样的耐腐蚀性能用电化学的方法来评估.结果表明,在加热到700 ℃的时候,Zn1Al1Mg和Zn55Al1Mg镀层的表面组织和截面组织的形貌都出现了很大的变化,对于Zn1Al1Mg镀层组织明显的分为2层,分别为Zn-Fe层和Fe-Zn层;对于Zn55Al1Mg的镀层组织,产生了从基体生长的柱状富铝相,在钢板和镀层的交界处密集生长;表面组织出现了疏松多孔的组织;电化学的结果显示,2种镀层的耐腐蚀性能都有所下降.维氏硬度的检测表明,2种镀层经过热处理后硬度都得到了提高.

    锌铝镁镀层Zn-Al-Mg-Fe四元相图耐腐蚀性热处理Fe4Zn9

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于Thermecmastor热模拟技术的Q235低碳钢平面应变研究

    史杰杰王昌王哲李继康...
    150-158页
    查看更多>>摘要：试样的几何尺寸会影响试样在平面应变压缩时的局部形变量,局部形变量的改变影响试样冷却过程中的微观组织,进而影响力学性能.在模拟轧制时,平面应变技术具有更好的相似性,为了更合理和准确地研究基于热模拟机的大试样平面应变技术,实现材料从工艺到力学性能的研究,利用Thermecmaster热模拟机对尺寸为30 mm× 30 mm× 140 mm的Q235低碳钢进行了平面应变压缩试验.基于Thermo-Calc软件计算得到的Q235低碳钢奥氏体相变温度,制定了低碳钢的热模拟工艺,通过分析平面应变试样的变形区、过渡区和未变形区的微观组织演变规律,确定了试样在该工艺下的组织相对均匀区域.在此基础上,加工出合理尺寸的拉伸和冲击韧性试样并进行测定与对比分析,同时利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电子显微镜(TEM)对平面应变前后的微观组织进行了对比与分析.与原始试样相比,平面应变试样力学性能的提高主要是由于铁素体晶粒的细化以及分布更加均匀细小的珠光体.基于Thermecmastor热模拟试验机的大试样平面应变技术实现了 Q235低碳钢的工艺→微观组织→力学性能的研发模式,为研究钢铁等金属材料在同一试样的微观组织与力学性能提供热模拟方法.同时通过对比分析平面应变前后试样的微观组织与力学性能,探索出优化商用Q235低碳钢力学性能的热模拟工艺,为工业优化商业Q235低碳钢提供理论指导与数据支撑.

    平面应变ThermecmastorQ235低碳钢微观组织力学性能晶粒细化

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    喷吹工艺参数对高炉渣粒化成珠效果的影响

    孙瑞靖康月丁洪玲邢宏伟...
    159-168页
    查看更多>>摘要：传统的高炉渣处理方法为水淬法,但水淬法存在很多弊端,如大量余热资源未有效回收利用、水资源大量浪费、冷却过程中产生H2S和SO2等污染物污染环境,为了克服该方法带来的弊端,采用干式粒化法对高炉熔渣进行破碎粒化,在传统气淬喷吹工艺基础上加入水雾化,对高炉熔渣进行强化破碎,从而显著提高破碎粒化率,提升高炉渣利用附加值.通过研究不同喷吹工艺参数(不同气淬压力、不同喷嘴结构、不同气水比)对高炉熔渣破碎粒化效果(粒径分布、成珠率、球形度)的影响,获得最佳粒化工艺参数.研究结果表明,不同喷吹工艺参数(不同气淬压力、不同喷嘴结构、不同气水比)下渣珠粒径均基本呈正态分布,粒径大小基本集中在0.40～2.36 mm.同时,增大气淬压力和选用气水混合的9孔喷嘴以及增加喷水量均能够有效强化高炉渣破碎,提升成珠率,成珠率最高为85.3％.但是随着压力的增加,成珠率并不是一味增加,超过0.30 MPa后,成珠率基本保持不变;压力越大,得到的小粒径渣珠越多,而且透明度高,形状也规则;选用直接喷吹气体的拉瓦尔喷嘴和先喷气再与水混合的T型喷嘴,粒化效果均较差;在喷水量小于喷气量时,随着喷水量的增加成珠率呈逐渐增加的趋势,同时渣珠球形度较好,形状较规则;当喷水量超过喷气量后,成珠率有所减少,但减少的趋势较缓,这为高炉渣高附加值利用提供了理论参考.

    高炉渣干式粒化粒径分布成珠率喷吹

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于MnCeTiOx催化剂的烧结烟气低温脱硝机理

    赵贺喜李婕丁龙钱立新...
    169-178,187页
    查看更多>>摘要：铁矿烧结工艺是钢铁生产过程中排放氮氧化物的最大源头.由于氮氧化物危害生态环境和影响人类生活,钢铁行业超低排放要求烧结机头NOx排放质量浓度小时均值不高于50 mg/m3.以氨气选择性催化还原法为代表的末端治理技术是目前减少工业烟气中NO,排放的主流技术,其核心是催化剂.综合催化剂性能、成本和使用寿命,过渡金属催化剂成为研究热点.其中,Mn、Ce、Ti的氧化物均具备较强的氧化还原能力,通过共沉淀法制备了一系列MnCeTiOx复合金属氧化物催化剂,研究了不同元素配比对其脱硝活性的影响,并通过对催化剂的物理化学性质分析,揭示了其获得优良低温活性的机理.结果表明,金属元素物质的量比为1∶1∶1的MnCeTiOx催化剂在175～250 ℃区间脱硝率超过90％,随着Ti和Ce含量增加,催化剂活性下降,而随着Mn含量增加,催化剂脱硝活性提高.Mn、Ce和Ti的物质的量比为8∶1∶1时,催化剂在125～250 ℃脱硝率达到99％,同时具有良好的抗水性能.随着Mn含量增加,催化剂中出现了高价态的氧化锰结晶,催化剂表面孔径减小而孔体积和比表面积增大,催化剂表面Mn4+和吸附氧含量升高,并且氧化还原性能以及表面酸性提升,因此催化剂的低温脱硝活性得到显著提升.催化剂结构中MnO2物相增多和表面酸性变强是M8C1T1催化剂获得优良抗水性的主要原因.NO在MnCe-TiOx复合金属氧化物催化剂表面的反应路径符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)和Eley-Rideal(E-R)机理.

    烧结烟气MnCeTiO选择性催化还原低温脱硝抗水性能

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    转炉炉口微差压预测双驱动模型

    包向军陈凯郦秀萍杨筱静...
    179-187页
    查看更多>>摘要：转炉炉口的微差压调控对提升煤气回收品质具有重要意义.为了合理调控炉口压力,减少吸入空气量,提升回收煤气热值,结合转炉炉内化学反应、历史吹氧数据和神经网络算法,建立了炉气预测模型,模型精度可达96.3％;根据微差压与风机转速、环缝开度、烟罩高度、烟罩开度以及炉气量之间的关系,建立了炉口微差压平衡模型,并耦合炉气预测模型构成微差压预测双驱动模型.炉气预测模型提供预测炉气量,微差压平衡模型提供微差压平衡关系式,两者结合设定的风机转速、环缝开度、烟罩高度,耦合成为微差压预测双驱动模型.当预测的微差压超过了设定值,对风机转速、环缝开度、烟罩开度、烟罩高度等影响因素进行调节,控制微差压在合理的范围内.通过实际生产数据分析,双驱动模型预测与调控结果与设定的微差压平均值相对误差为2.7％,吹炼期间炉口压力的平均值由13.42 Pa降低到4.88 Pa,平均每炉吸入空气量由原来的40.26 km3减少为14.64 km3.煤气热值(标准态)从7 422 kJ/m3增加到8 812kJ/m3,提高了 18.73％,表明该模型可实现精准预测和调控微差压,改善以往预测方法时间滞后的缺点,为提升转炉煤气热值提供了有效的方法.

    微差压转炉煤气预测与调控双驱动模型转炉炉口

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据