超塑性材料现状及新型超塑性低中碳合金钢研发

摘要:在分析超塑性金属材料现状及发展趋势的基础上,对低中碳钢、高碳钢和双相不锈钢、奥氏体钢等钢铁材料的超塑性研究进行了归纳分析,提出了低成本量大面广低中碳合金钢将成为超塑性材料研发的一个重要方向。研究结果表明,通过科学合金化设计、精细组织调控和初步超塑性行为研究,可以获得在10-2/s应变速率和750~850℃下具有1 000%超塑性的低成本超塑性低中碳合金钢。这种优异超塑性性能主要归因于形成超细晶组织的合金化设计与组织调控。该研究成果打破传统低中碳钢不具有超塑性的局面,实现了可工业化超塑性能的低中碳合金钢创新发展,将推动超塑性钢材在航空航天和交通运输等领域的广泛应用。

高品质钢铁板带轧制关键装备与技术研究进展

摘要:高品质钢铁板带是航空航天、武器装备、核电能源、轨道交通、石油化工、建筑桥梁等国家重大工程的基础材料,其生产装备与制备技术代表着工业基础水平,是支撑我国经济发展的中流砥柱和维护国防安全的重要保障。面向未来国家经济主战场与战略必争领域,以高品质钢铁板带为对象,对宽厚板轧制、热连轧、冷连轧等具有代表性的生产过程进行关键装备与技术研究进展综述,将国家需求和创新引领作为主线,提出以“极限化、复合化、智能化、绿色化”为导向的技术路线和发展方向,进一步健全创新体系、攻克关键技术、突破关键材料、提高产品质量、促进产业升级和降低能源消耗,以期对钢铁产业绿色可持续发展有所裨益。

钢铁材料基础研究的评述

摘要:钢铁材料是不断发展的新材料,这获益于持续不断的基础研究。钢铁研究总院结构材料研究所是国内外在钢铁材料研发领域最完全的研发机构,它重视钢铁材料的基础研究工作。评述了近年来钢铁材料基础研究的发展,包括提高钢材强度的基础研究、改善钢材寿命的基础研究和提高钢制部件服役安全性的基础研究等。通过这些基础研究,形成了创新性的微合金化技术、变形诱导相变理论、晶粒细化技术、在线软化退火技术、耐延迟断裂技术、抗疲劳破坏技术、氮合金化奥氏体钢技术、高韧性超高强度钢技术、热成形马氏体钢技术、核电用钢技术等。基础研究将会促进新一代钢铁材料的不断涌现。

钢的高性能化理论与技术进展

摘要:高强度化始终是钢的发展主题,同时还需要解决高强度化后导致的韧塑性降低、疲劳破坏和延迟断裂敏感性增加等问题。在获得高的力学性能之后,实际应用时还需要材料具有良好的工艺适应性与服役性能,达到合适的材料生产-零件制造-服役评价的技术匹配。本文以耐候钢、合金结构钢、紧固件用钢、高氮奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢为案例,回顾并展望了与耐腐蚀、高强度、高品质等相关的材料发展动向。

激光喷丸处理对铁基熔覆层的组织演变和磨损性能的影响

摘要:为改善传统激光熔覆制备过程中产生的气孔、微裂纹、残余应力等质量问题,提高熔覆层的力学性能,采用激光喷丸(Laserpeening,LP)后处理铁基熔覆层,对比分析激光喷丸处理前后熔覆层的微观组织演变规律和磨损性能机理。结果发现,经LP处理后,熔覆层中没有发生相变,(110)晶面衍射峰产生了宽化效应,细化了表层的晶粒,改变了表面复杂的残余应力场,获得了均匀分布的残余压应力,显微硬度为激光喷丸处理前的1.3倍,摩擦系数相较于激光喷丸处理前降低了25%,有效的增强了熔覆层的磨损性能。

冷轧镀锌卷表面细微缺陷检测方法

摘要:[目的]一般冷轧镀锌卷表面细微缺陷检测模型难以兼顾高精度和低复杂度。[方法]提出了一种基于钢缺陷数据集(SDD)和 YOLO(即 you only look once)算法的细微缺陷检测模型。该模型通过 3 个关键创新来解决上述问题:在特征提取阶段仅对未被遮挡的有效像素进行运算,在特征表达阶段采用高频低尺度直连技术和 Harr小波变换,在缺陷回归预测阶段使用可变形卷积学习共享卷积核偏置参数。[结果]在自建的 SDD上,该模型达到 94.9%的检测精度和 103 FPS(帧率)的推理速度,模型大小仅13.8 M。[结论]本文为镀锌卷表面细微缺陷检测提供了高效的轻量级解决方案。

先进钢铁冶炼用轻量化耐火材料的研究进展

摘要:耐火材料作为钢铁冶炼用高温窑炉的内衬,对其提高热效率、降低能耗起着至关重要的作用。近年来,先进钢铁冶炼用耐火材料轻量化的研究受到广泛关注。基于此,根据轻量化耐火材料的种类,综述了先进钢铁冶炼用轻量化耐火材料的研究进展,以期指导长寿轻量化耐火材料的设计和开发,促进先进钢铁冶炼用高温窑炉的节能减排。耐火材料的轻量化可通过引人轻量骨料和密度梯度的结构设计实现。轻量化耐火材料具有较低的热导率和体积密度,较好的隔热性能,可直接作为工作层使用。轻量化耐火材料的制备技术、种类及损毁机制尚需深人研究。

基于机器视/听觉的耐火材料蚀损行为表征评价研究进展

摘要:耐火材料作为冶金和建材等高温工业中不可替代的关键基础材料,在服役过程中不可避免地遭受到热一化一力耦合条件下的化学侵蚀和力学损伤(简称蚀损),造成高温炉衬损毁并影响产品生产质量。传统手段多采用事后冷态分析评价方法,难以直接对高温复杂环境下耐火材料的损毁过程进行原位观测,同时易缺少诸如热一化一力耦合条件下的过程信息从而导致分析结果产生偏差。综述了机器视/听觉技术在耐火材料蚀损行为表征评价中的应用研究进展,表明利用数字图像相关(DigitalImageCorrelation,DIC)和声发射(AcousticEmission,AE)等非接触式技术,通过实时监测耐火材料蚀损的全场应变及声发射信号,能有效表征耐火材料在多因素耦合条件下的材料蚀损演变过程,对准确揭示耐火材料的损毁机制和服役性能评价提供了新途径,旨在为高品质产品熔炼或生产用优质耐火材料开发提供理论支撑。

钢的氧化行为与氧化铁皮结构演变

摘要:通过对氧化铁皮结构在冷却时的转变以及易除鳞氧化铁皮结构组成的研究成果,对热轧产品氧化铁皮的研究结论进行了总结,主要结论为:纯铁在570℃以上温度的空气中氧化,可以得到典型的 FeO、Fe3O4、Fe2O3三层结构;在700℃以上温度的空气中氧化,三层结构的厚度比例恒定为95:4:1;根据化学成分、气氛条件、气体流动速率、基体组织、试样表面粗糙度、晶粒尺寸、氧化时间、氧化温度的不同,钢铁材料的氧化铁皮呈现出不同的结构和比例。热轧过程中,根据原始氧化铁皮结构和冷却条件的不同,最终产品的氧化铁皮结构同样出现复杂的变化,不同的结构显著影响了后续除鳞。

耐高温特钢管道在循环载荷下的疲劳行为及其影响因素

摘要:本研究全面分析了循环载荷对耐高温特种钢管道疲劳行为的影响。关键发现包括:应力幅、平均应力和载荷频率是决定管道疲劳寿命的主要因素;高温环境会显著降低材料的疲劳抗力;载荷历史亦对疲劳行为产生重要影响。为提升管道性能,研究建议采用先进材料技术、优化设计,调整载荷条件,并考虑极端工作条件。这些结论不仅为耐高温特种钢管道的设计、应用和维护提供了科学指导,也为未来材料技术的发展指明了方向。通过深入理解循环载荷对管道疲劳行为的影响,能够有效预防管道故障,为材料科学领域提供了新的研究视角和实验数据。