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钢铁研究学报
钢铁研究学报

干勇

月刊

1001-0963

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010-62182340

100081

北京市海淀区学院南路76号

钢铁研究学报/Journal Journal of Iron and Steel ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。反映钢铁工业科技的最新科研成果及其推广应用的情况。设有冶金与金属加工、材料研究、测试与分析、开发与应用等栏目。读者对象主要是企业、科研院所及大专院校从事冶金科研、开发、设计、生产及管理工作的中高级人员。
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    钢中MnS夹杂物对钢质量影响及控制研究进展

    杨泽宇王敏李怡宏
    681-691页
    查看更多>>摘要：钢中细小的MnS夹杂物可以显著改善钢的切削性能,但是MnS夹杂物具有良好的变形性能,轧制后易沿轧制方向延展成为长宽比大的长条状夹杂物,也会恶化钢材的力学性能,同时大尺寸的MnS也容易成为腐蚀的裂纹源.控制钢中形成小尺寸弥散分布的球形或纺锤形MnS夹杂物是改善钢易切削性能、保障钢的力学性能的关键.钢中MnS夹杂物的控制是一个系统工程,涉及冶金工艺全过程,系统综述了钢中MnS夹杂物的形成机制、影响因素及控制措施,可指导高品质钢中MnS夹杂物的控制,为实际生产过程中合理的工艺路径选择和工艺措施调控提供基础.

    硫化锰纺锤状形成机制影响因素控制措施

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    转炉高废钢比炼钢技术的发展状况与探讨

    田春健臧喜民张利武张永娇...
    692-706页
    查看更多>>摘要：废钢是一种大固态铁素原料,其在转炉中替代铁水进行冶炼,能够有效减少炼钢过程的煤耗和废气排放.近年来,随着废钢产量的不断增长,对"碳达峰"和"碳中和"有迫切需求,高废钢比炼钢技术已经成为转炉炼钢技术发展的重要方向.总结了国内外对废钢的利用现状,发现中国的综合废钢比低于其他国家,但转炉废钢消耗量明显逐年递增.在转炉工艺中,提高废钢比会对废钢的熔化行为、脱磷反应、转炉耐材侵蚀以及转炉终点控制等方面造成影响.增大废钢比会降低转炉内温度,通过对炼钢过程进行动态建模来研究炉内废钢的熔化行为的演变过程.脱磷反应的进行需要合适的炉渣碱度,提高废钢比后需要通过少渣冶炼等技术手段来维持合适的炉渣碱度.废钢的加入除了对炉衬进行物理冲击外,还会间接影响到炉渣成分及渣量,从而加重了转炉耐材的侵蚀程度.转炉开吹点火的难度受废钢比的影响,进而降低转炉终点控制的准确度.国内外钢铁企业研发了Jet Process工艺、SMP工艺和二次燃烧氧枪等技术来降低高废钢比带来的不利影响,但这些工艺都存在着提高幅度有限的缺点.因此,有必要寻找更经济、更易掌握的高废钢比转炉技术.

    转炉炼钢高废钢比废钢熔化脱磷耐材侵蚀转炉终点钢液温度

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    征稿启事

    706,765页
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    铸坯轧制过程中夹杂物变形行为研究进展

    杨振赵烁薛余强王建锋...
    707-716页
    查看更多>>摘要：夹杂物会降低钢材的强度、韧性和耐蚀性等性能,影响钢材的使用寿命,同时,轧制过程中,也会造成轧辊表面的磨损和划伤,影响轧辊的寿命以及轧制的效率,所以夹杂物的变形行为一直是研究者关注的热点.为了使冶金研究者们更加系统性地了解夹杂物变形行为的研究进展,简述了轧制过程中夹杂物的表征方法,常见夹杂物的控制策略以及影响夹杂物变形的因素.不同类型夹杂物轧制过程分析表明MnS的控制方法侧重于减小MnS与钢基体之间的硬度差异,选择合适的轧制变形工艺;硅酸盐夹杂物的控制方法主要集中在改变成分上;改性良好铝酸钙夹杂物的控制不仅要完全去除大尺寸颗粒,而且高硬度夹杂物还必须控制其尺寸.此外,还总结了夹杂物硬度、位置、变形能力以及轧辊直径等因素对夹杂物变形行为的影响.最后,提出了未来夹杂物变形行为的重点研究方向.

    铸坯轧制夹杂物变形控制策略影响因素相对塑性指数

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    基于KPCA和Logistic-SSA-BP的烧结矿FeO含量预测

    惠佳豪邢相栋郑兆颖王宇星...
    717-726页
    查看更多>>摘要：烧结矿作为高炉炼铁过程中的重要原料之一,其FeO含量的控制对于炼铁工艺、铁水质量和能源消耗等方面都具有重要影响.针对目前研究过程中存在特征选择偏离实际和预测模型泛化能力差等问题,提出了一种基于核主成分分析(KPCA)和Logistic-SSA-BP的烧结矿FeO含量预测模型.使用皮尔逊(Pearson)和KPCA对特征参数进行筛选和降维,并结合Logistic-SSA-BP优化算法,对采集到的数据进行训练、学习和验证.实验结果表明,预测的绝对误差稳定在[0,0.21]范围内,预测值与实际值相差在士0.2以内命中率达到98.75％,预测模型的性能表现较好,评价指标MSE、MAE和RMSE达到0.013、0.101、0.115.该预测模型能够准确预测烧结矿FeO含量,为高炉操作人员在建立配料方案和执行工艺操作时提供指导方向.

    烧结矿FeO含量PearsonKPCA预测模型

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    钛对含硫钢中硫化物的影响

    焦亚兴朱坦华李耀强高小勇...
    727-735页
    查看更多>>摘要：研究了Ti元素对42CrMoS4含硫钢中硫化物的影响机制.采用SEM、EDS和ASPEX设备对硫化物进行表征,小样电解实验对硫化物的三维形貌进行表征,并采用FactSage软件对夹杂物的形成过程进行热力学分析.随着Ti含量的增加,钢中纯MnS的数量减少,而MnS-TiN型复合夹杂物的数量增加;当Ti质量分数为309×10-6时,析出Ti4C2S2型硫化物.钢中硫化物的演化轨迹为:MnS→MnS-TiN→Ti4C2S2.Ti4C2S2的尺寸明显小于MnS和MnS-TiN复合夹杂物.Ti4C2S2的抗变形能力强于MnS和MnS-TiN复合夹杂物.随着Ti含量的增加,硫化物的数量密度先增加后降低,硫化物平均尺寸先减小后增加;当Ti质量分数为400×10-6时,硫化物的数量密度最大、平均尺寸最小.对于42CrMoS4含硫钢,Ti质量分数为400×10-6时较为合理.

    含硫钢钛含量MnSTi4C2S2MnS-TiN热力学计算

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    包晶钢板坯尾坯偏角部裂纹产生机制及控制措施

    董延楠白云沈毓王鹏...
    736-742页
    查看更多>>摘要：板坯尾坯浇铸属于非稳态工况,表面裂纹发生率较高,严重影响浇次钢水收得率.对某包晶钢板坯尾坯表层裂纹附近组织形貌进行分析,探究了其偏角部横裂纹特征、产生机制及控制措施.结果表明:尾坯表层室温组织为铁素体和珠光体且枝晶形貌明显.铸机拉尾坯工艺下,板坯出结晶器后角部经历了较强冷却→角部温度进入铁素体温区→回温→角部重新奥氏体化的过程.在该过程最低温度附近,尾坯角部落入第三脆性区,从而在后续弯曲变形下发生外弧表面开裂.此类尾坯角部横裂纹发生的关键在于铸坯角部在出结晶器后的冷却过强,其控制措施应考虑降低出结晶器后板坯角部的冷却强度,缩短尾坯浇铸时间;同时应关注板坯角部的冷却水覆盖范围,更换断面后应适时调整喷嘴位置,并注意保障设备对弧精度,以降低板坯弯曲应变.

    板坯尾坯偏角部横裂纹双相变枝晶形貌冷却强度

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    低成本高韧性NM500钢板的研究及开发

    高擎王麒张青学钱亚军...
    743-751页
    查看更多>>摘要：通过在普通NM500合金基础上进行合金减量化设计,结合高纯净度冶炼以及合理的热处理制度,成功开发出具有易焊接、良好综合力学性能和耐磨性能的低成本NM500钢板.低成本NM500钢板全厚度组织为板条马氏体,大角度晶界占比为71.6％,有效晶粒尺寸为1.94μm,硬度HV为500～520,屈服强度为1222 MPa,抗拉强度为1583MPa,伸长率为9.6％,-40℃冲击功为58.8J.其耐磨性和普通NM500钢板的耐磨性相同,且形貌均由犁沟和少量剥落坑组成.对于能完全淬透的组织,合金减量化对组织和性能影响较小.

    NM500低成本高韧性力学性能耐磨性

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    核黄素加速X80管线钢SRB腐蚀和低周疲劳失效研究

    付磊蹇科林莉颜士森...
    752-765页
    查看更多>>摘要：埋地管道服役的土壤中多种微生物杂居,产电微生物分泌的电子穿梭体可能会影响微生物的腐蚀行为;且管道常出现低频压力波动、长期承受交变载荷作用,会使其产生低周疲劳.基于此,在研究硫酸盐还原菌对X80管线钢腐蚀的基础上,探究内源性电子穿梭体核黄素对微生物腐蚀疲劳的影响.结果表明:核黄素通过加速电子转移,促进了细菌腐蚀金属,但没有改变腐蚀产物及历程.在4组0.4％～0.7％应变幅下,2组预腐蚀体系相对未腐蚀体系疲劳寿命分别降低了17.5％～27.8％和33.5％～58.1％;随着应变幅增大,塑性应变幅在总应变幅中的占比也逐渐增大;腐蚀前后材料的循环响应特征和Masing特性没有改变;由应变、应变能密度和疲劳韧性寿命曲线预测结果可知:细菌腐蚀对钢材的塑性应变寿命影响显著,且疲劳断口分析验证了细菌腐蚀会加速钢材塑性失效.

    X80管线钢硫酸盐还原菌核黄素低周疲劳

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    海工用H型钢Q355NE高温变形行为及其对微观组织的影响

    王敬忠姚慧琴赵培林李超...
    766-775页
    查看更多>>摘要：利用Gleeble-3800热模拟试验机,针对海工钢Q355NE在870～1 170 ℃和0.1～10 s-1条件下的热变形行为进行了深入研究,使用金相显微镜、电子背散射衍射以及透射电镜等技术手段,观察了不同热加工条件下试验钢的微观组织演变,引入无量纲Z参数,并基于加工硬化率与流变应力曲线,成功建立了 Q355NE钢动态再结晶的临界应变模型.结果表明:Q355NE钢在热压缩过程中,其流变应力随变形温度的升高或应变速率的降低呈明显减小的趋势;同时,较高的变形温度和较低的应变速率更有利于动态再结晶特征的出现,计算了热变形激活能Q约为368.022kJ/mol.建立了Q355NE钢在低lnZ条件下的临界应变模型.变形温度对Q355NE钢的组织与力学性能有显著影响.应变速率5s-1条件下,在试验温度范围内随温度降低,铁素体晶粒的细化程度得到显著提升,大角度晶界比例增加,铁素体晶粒内部位错密度升高,有利于细小弥散Ti、Nb碳氮化物第二相粒子的析出,并有效抑制或避免魏氏组织形成,从而提高Q355NE钢的低温冲击韧性和强度.

    新型海工钢Q355NE形变热处理临界应变模型微观组织

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