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中国冶金
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洪及鄙

月刊

1006-9356

zgyj1234@yahoo.com.cn

010-65276837

100711

北京东城区东四西大街46号

中国冶金/Journal China Metallurgy北大核心CSTPCDCSCD
查看更多>>本刊是中国金属学会主办的综合性期刊，是中国金属学会会刊，也是冶金行业唯一具有科技政策和技术导向性、多学科、多专业、实用性、国内外公开发行的科技期刊。
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    电磁辅助优化高速钢组织与性能研究进展

    叶承欢张世民朱守豪陈湘茹...
    1-10,19页
    查看更多>>摘要：制造业的迅猛发展对高速钢品质提出了更高的要求,对高品质高速钢的需求也逐步提升.高速钢的力学性能主要取决于其微观组织,尤其是其中碳化物的形貌、尺寸、数量、分布.随着物理和材料科学与技术的进步,电磁场在材料制备中的应用受到了冶金与材料工作者的关注,并成为近年来研究的热点.总结了国内外通过外加电磁场改善高速钢微观组织和性能的研究成果,包括利用电磁场调控高速钢凝固组织、优化高速钢热处理微观组织和高速钢刀具服役性能,并展望了这一领域未来研究重点和应用前景.

    高速钢凝固热处理碳化物电磁场

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    钇、锆对非调质钢中MnS及组织力学性能的影响

    邱国兴张红钊路峰缪德军...
    11-19页
    查看更多>>摘要：MnS调控一直是高品质非调质钢开发的重点和难点.为改善钢中MnS形态和分布同时提高其力学性能,在实验室利用真空感应炉熔炼3炉试验钢,并对钢锭进行锻造,以研究Y、Zr对钢中夹杂物、显微组织及力学性能的影响.采用扫描电镜对铸态(A1～A3)和锻态(B1～B3)试样中夹杂物进行了统计分析;利用金相显微镜对锻态钢组织进行了观察;利用万能材料试验机和冲击试验机对试验钢性能进行了测试.结果表明,添加Y、Zr后,A2和A3铸态钢中夹杂物多为Ⅲ类和Ⅰ类MnS,平均直径为2.9μm和1.8 μm.氧含量不是影响MnS形态和分布的主要因素,钢中生成的YAlO3、Y4Zr3O12与MnS具有较小晶格错配度,凝固过程中MnS易以氧化物为核心异质形核析出.以氧化物为核心的MnS在锻造过程中表现出良好的抗变形能力.Y、Zr合金化后,试验钢晶粒尺寸减小,晶内铁素体所占比例增加,平均晶粒尺寸由36.5 μm(B1)降低至22.8 μm(B2)和11.4 μm(B3);晶内铁素体比例由2.4％(B1)提高至6.2％(B2)和11.1％(B3).晶粒尺寸最小、晶内铁素体比例最高、MnS尺寸最小的B3钢具有最优的力学性能,其屈服强度为840 MPa,室温冲击功为52 J.研究结果为改善非调质钢中MnS和力学性能提供了理论参考.

    非调质钢MnS钇锆显微组织力学性能

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    高速铁路车轮钢中大尺寸CaO-Al2O3-SiO2类夹杂物的形成机理

    鲍道华成国光张锦文王之香...
    20-28页
    查看更多>>摘要：为了研究高速铁路车轮钢中大尺寸CaO-Al2O3-SiO2类夹杂物的形成机理,利用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对夹杂物的特征进行分析,并通过FactSage热力学软件对夹杂物的形成过程进行计算.研究表明,车轮钢连铸坯中的夹杂物为CaO-Al2O3-SiO2类,可分为2种类型,第1种是在钢液降温和凝固过程中形成的小尺寸固态和半固态夹杂物,第2种是来源于精炼过程中的大尺寸液态夹杂物.在液态夹杂物中,尺寸大于10 μm夹杂物所占比例高达43％,可追溯到精炼过程中的钙处理阶段.钢液经过钙处理后会反应形成液态的CaO-Al2O3-SiO2类夹杂物,这类夹杂物由于与钢液的接触角较小,只有40°左右,不易从钢液中去除,最终会遗传到连铸坯中.热力学计算结果表明,仅控制A1含量无法抑制液态CaO-Al2O3-SiO2类夹杂物的形成,还需要控制合适的Ca含量才能避免此类夹杂物的出现.在钢液的钙处理阶段,Al质量分数为0.013％的条件下,当将Ca质量分数控制在0.000 7％时,能够形成液相比例为20％的夹杂物,这种夹杂物既不会影响钢液的浇注,又易于从钢液中去除.而如此精确的Ca含量需要精准的钙处理工艺以及合理的A1含量和精炼渣成分才能得到.该研究结果为车轮钢中大尺寸夹杂物的精确控制提供一定的指导.

    高速铁路车轮钢CaO-Al2O3-SiO2类夹杂物连铸坯精炼钙处理

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    H2O+CO2气氛下焦炭的溶损行为及气孔结构演变

    韩嘉伟窦明辉吕叶飞付佳旭...
    29-37页
    查看更多>>摘要：探究含水气氛下焦炭气孔结构的溶蚀演化规律对认识焦炭在富氢高炉内的溶损劣化行为具有重要意义.采用自制连续进水的焦炭反应性测定装置开展柱状焦炭在CO2、N2+20％H2O和CO2+20％H2O气氛的溶损试验,运用图像分析法结合环形测试方式逐层检测焦炭剖面的气孔结构特征,在空间尺度上探究焦炭溶损过程中气孔结构的演化规律.研究结果表明,柱状焦炭在H2O+CO2气氛下溶损反应中气孔结构呈现"类锥形"演化,H2O的存在使得焦炭气孔分布呈现出未侵蚀焦芯距离减小、溶损扩散深度减弱的特征.焦炭小气孔含量随反应深度增加呈二次线性增大,H2O的存在使得拟合方程的通径减小,表明焦炭内外层气孔结构差异增大.基于焦炭气孔溶蚀的溶损层体积和反应性,提出碳素单位溶损体积比参数,定量表征溶损反应的扩散深度,H2O的存在使得碳素单位溶损体积比减小24.4％,焦炭未侵蚀焦芯所占比例增加9.78％.因此,反应气氛中H2O含量增加导致溶损反应主要集中于焦炭表面,水煤气反应使得焦炭深层反应减弱、缩核程度增强.研究结果可为加深认识富氢高炉内焦炭劣化行为、完善焦炭质量评价体系提供试验基础和理论依据.

    焦炭气孔结构H2O+CO2气氛溶损反应未侵蚀焦芯

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    《中国冶金》广告版面征订(2024年)

    37页
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    中间包结构优化对钢液流动状态的影响

    李顶涵段豪剑孙亮张立峰...
    38-50,82页
    查看更多>>摘要：为了去除夹杂物,提高钢液洁净度,有必要对中间包进行结构优化以改善中间包内部钢液的流动状态.通过物理模拟或数值模拟获得停留时间分布(RTD)曲线,并进一步对停留时间和流场区域进行分析是中间包结构优化的重要手段.通过调研将不同文献中单流或者两流中间包的数据转化成无量纲数并筛选、整理、总结,分析了中间包本体的宽度、液位高度、入出口间距、侧壁倾角,中间包湍流抑制器的高度、横截面积以及挡墙和挡坝的位置、高度等结构参数对停留时间和流场的影响,总结归纳了中间包本体和控流装置不同结构参数的最佳比例.研究发现,中间包的宽度与长度之比应为0.15～0.30,液位高度与长度之比应为0.15～0.30,入出口间距与长度之比应为0.8～0.9,侧壁倾角应为10°～15°;湍流抑制器高度与中间包液位高度之比应为0.1～0.2,横截面积与中间包底部横截面积之比应约为0.15,挡墙与长水口之间的距离与中间包长度之比应约为0.2,挡坝高度与中间包液位高度之比应约为0.4或0.7,挡墙与挡坝之间的距离与中间包长度之比应为0.05～0.10,挡坝高度与中间包液位高度之比应约为0.3.研究结果为中间包的结构设计提供了一定程度的指导.

    中间包停留时间流场湍流抑制器挡墙挡坝

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    首钢股份球团回转窑结圈机制与优化实践

    乔红梅张景瑜许佳田筠清...
    51-58,127页
    查看更多>>摘要：针对首钢股份球团链箅机-回转窑结圈问题,研究分析了各工序球团性能特征及结圈物形态与物相组成.结果发现,机头干球未充分氧化、煤粉燃烧、高挥发分煤粉颗粒聚集和沉积、喷吹煤粉使用不当以及窑头粉末量大等是影响回转窑结圈的重要因素.为了解决回转窑结圈问题,对矿粉全辊磨工艺进行了优化,通过调整链箅机的风量、风温等参数实现热工制度的合理匹配,通过控制回转窑温度、优化燃烧器及调整燃料结构等措施,有效改善了回转窑结圈程度,提高了生产效率,稳定了球团矿质量.本研究可为其他球团生产线解决相关问题提供参考.

    回转窑结圈物性能特征链箅机热工制度球团矿质量矿相结构

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    基于图像增强及改进霍夫检测算法的球团粒度检测

    张学锋秦继洋黄刘松龙红明...
    59-68页
    查看更多>>摘要：为解决球团图像过曝失真及球团粘连难以识别的问题,提出一种改进的对比度限制自适应直方图均衡化方法实现图像增强,并引入多尺度霍夫检测算法实现对球团的有效检测.首先,引入细节保护机制,使用对比度增强函数来调整对比度限制自适应直方图均衡化(CLAHE)的输出结果,从而限制对比度增强的幅度,同时保留图像中更多的细节信息;其次,通过自适应中值滤波对增强图像噪声进行过滤;最后,引入多尺度的霍夫检测算法,解决粘连球团识别问题,实现对球团粒度的准确、实时、高效检测和统计.某钢厂实际应用结果表明,此方法对球团粒度识别的准确度达到94.44％,对合格球团个数的检测准确度可达96.72％,能够达到球团制备工艺的要求,对提高生产效率、降低人工成本、提高球团制备合格率等具有积极作用.

    粒度检测氧化球团图像增强霍夫检测直方图均衡化

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    M100大型电渣重熔板坯表面裂纹成因与控制

    李健赵刚柴锋张友鹏...
    69-82页
    查看更多>>摘要：M100钢是一种采用电渣工艺生产的高强度船体结构用钢,其在电渣重熔过程中产生的表面裂纹会对产品的成材率和表面质量产生不利影响.针对M100大型电渣板坯出现的表面裂纹问题,利用残余应力、低倍组织、裂纹形貌、微观组织分析及硬度测试等方法,对电渣板坯表面裂纹特征及形成机理进行了研究.结果表明,电渣板坯表面裂纹多沿粗大柱状晶晶界分布,其断口呈典型的沿晶断裂特征;裂纹处存在明显氧化现象,表明裂纹主要产生于电渣板坯凝固冷却阶段.对电渣板坯表面裂纹形成机理进行了分析,发现表层金属在结晶器较大冷却强度作用下,所形成的粗大马氏体柱状晶晶间结合力弱,受马氏体相变瞬间产生的组织拉应力作用而开裂,是试验电渣板坯产生表面沿晶裂纹的主要原因.基于表面裂纹形成机理,提出了将结晶器冷却水流量由130 m3/h降低至80 m3/h的工艺优化措施并进行了工业试验,验证电渣板坯主要由马氏体和贝氏体混合组织组成,平均硬度较优化前的电渣板坯降低约40HV10,表面未发现裂纹,表明所采取的结晶器冷速优化措施合理有效.研究结果可为马氏体型合金钢大型板坯电渣生产中表面质量的控制提供参考.

    M100钢电渣板坯表面裂纹结晶器冷却强度组织应力

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    Q690钢LF精炼渣系优化及工业试验

    刘文凭高山高志滨刘忠建...
    83-98页
    查看更多>>摘要：为控制Q690钢中T[O]含量和夹杂物,提高钢的洁净度,寻求合适的精炼渣系,首先对原工艺精炼渣系及夹杂物控制状况进行调研,使用Aspex自动扫描电镜对钢中尺寸大于2μm的夹杂物的形貌、尺寸和成分进行检测分析,确定了钙处理时机;其次采用FactSage软件对精炼渣-钢液-夹杂物的平衡进行热力学计算,分析精炼渣组分对钢中夹杂物成分的影响,同时开展了实验室试验,基于试验结果和理论模型计算得到了 1 550 ℃和1 600 ℃温度条件下Al2O3在CaO-Al2O3-SiO2渣中的溶解速率云图;最后确定了合适的Q690钢精炼渣渣系,降低了原工艺渣系的钙铝比,优化后的渣系w(CaO)/w(Al2O3)控制在1.8～2.0,碱度控制在5.0～7.0.工业试验结果表明,渣系优化后Q690钢在RH出站后钢中T[O]质量分数可降至7×10-6以下,夹杂物由调研阶段的最大直径40～60μm降至10～20μm;钢中检测到的夹杂物面积分数、数密度和最大直径显著降低,铸坯钢样夹杂物数密度可降低至1个/mm2以下,夹杂物面积分数可降至16×10-6以下,最大直径可降至18μm以下.轧板中D类和DS类夹杂物均小于1.0级,达到了高级优质钢的要求.研究结果为洁净钢的稳定生产提供了一定的参考.

    Q690钢精炼渣系T[O]含量夹杂物碱度

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