海上风塔用钢国内外研究现状及发展趋势

摘要:我国海岸线长达18万km,海上风能资源技术开发潜力巨大。近年来,在“双碳”的大背景下,我国风电行业政策利好不断,海上风电装机容量在电网中所占的比重快速上升,海上风塔用钢需求增长态势明显。随着海上风电进一步向集群化、大型化和深海化发展,如何开发出与之适配的低成本、综合性能优良的海上风塔用钢已成领域内亟待解决的关键性问题。介绍了国内外海上风塔用钢的标准、分类及性能要求,并对其化学成分设计和生产工艺方面的研究现状及发展趋势进行了综述。

板带热连轧高精度非对称控制技术的研发及应用

摘要:在板带热连轧智能工厂的建设中,轧钢车间的“无人驾驶”理念深受推崇,而基于先进检测与智能控制技术的智能装备系统,是轧钢主流程远程、少人无人化集控的基础和前提。通过安装粗轧轧件镰刀弯、翘扣头及精轧轧件跑偏智能装备系统,对板带热连轧运行过程中的非对称因素进行高精度追踪和实时智能化管控,实现了对轧件侧弯、楔形、跑偏等非对称因素的粗精轧协同控制,助力板带热轧智能工厂的建设。其中,粗轧轧件运行非对称测控系统包括粗轧轧件镰刀弯测控系统和翘扣头测控系统;精轧轧件运行非对称测控系统包括精轧机架间轧件跑偏在线检测和自动控制系统。应用实绩表明:基于智能装备的板带热连轧轧件运行非对称测控系统在减员、产量提升、成材率提升、节能降耗等方面效果明显,为板带热轧智能工厂的稳定、高效、高质量运行奠定坚实基础。

优特钢长材开坯生产工艺技术及其应用实践

摘要:优特钢长材生产技术的进步、产品品质的提升和市场需求的扩大,促进了开坯生产工艺的复兴与发展。讨论了开坯生产的坯料选择及准备、加热、轧制、冷却以及在线与离线精整工艺,介绍了开坯生产线的主要布置型式、典型工程以及系列化牌坊式开坯轧机、无牌坊短应力线轧机的选型要求。提出了单机架往复式、半连轧布置可作为专业化开坯线的首选工艺布置方式,为优特钢长材开坯生产线的工程设计、生产应用提供参考。

钢/铝/镁/铝/钢复合板组织与性能研究

摘要:随着汽车行业对轻量化和安全性要求的不断提高,采用钢/铝/镁/铝/钢复合板替代纯钢板,既可以达到减重的效果,又可以利用复合板的性能优势满足汽车用钢的强度要求。利用轧制工艺成功制备了钢/铝/镁/铝/钢5层复合板,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验机,研究了轧制温度(400、450、500℃)对复合板界面组织、界面结合强度、拉伸性能和断裂机理的影响。结果表明:在轧制压下率为45%、400~500 ℃轧制温度范围内制备的复合板均可达到良好的结合效果,其中钢/铝界面呈平直线,铝/镁界面呈波浪线且随着轧制温度的升高起伏程度增大;随着轧制温度的升高,镁层晶粒逐渐发生动态再结晶并长大,铝层硅化物析出含量增多,钢/铝界面结合强度提高,铝/镁界面结合强度、复合板的抗拉强度和断后伸长率呈现出先升高后降低的变化趋势。400、450、500℃轧制温度下复合板铝/镁界面结合强度、抗拉强度和断后伸长率分别为77.54、88.63、81.14 MPa,310、324、278 MPa,39.9%、40.9%、22.3%,在450 ℃轧制温度下复合板的综合力学性能最优。

柔性轧制及其实现方法

摘要:介绍了柔性轧制的概念,将柔性轧制分为几何形状尺寸的柔性调控和产品性能柔性控制两种类型,分别介绍了两类柔性轧制的实现方法和相关技术。在形状尺寸柔性调控中,利用对轧辊辊缝及孔型的灵活控制,获得具有形状尺寸优化、负载能力增强的产品,满足一些特定需求,实现节材减重、节能减排;在轧制中对组织性能进行柔性控制方面,介绍了从早期一钢多能、一钢多用,到用同一种化学成分生产不同晶粒尺寸的产品,获得不同力学性能的状况,再到近期提出的UniSteel概念,以单一化学成分取代已有的繁多汽车用钢品种;最后对柔性轧制技术的发展进行了展望。

新能源汽车电工钢二十辊轧机轧制工艺技术研发

摘要: 针对电工钢的材料属性和二十辊轧机的设备特性,研发了二十辊轧机在线监测工艺技术及其板厚与板形控制技术。断带预警系统、巡边测厚系统和精确准停控制系统等在线监测工艺技术为电工钢产品整体品质的提升提供了硬件基础,极大降低了边裂和断带风险,并显著提升了成材率。综合运用预控AGC、监控AGC 和秒流量AGC的板厚控制技术与控制策略和核心算法更先进的板形控制技术,不仅为电工钢规模化生产提供了软件保障,而且对其板形和板厚等核心技术指标完成了有效控制。通过软硬件的协同作用,本轧制工艺技术使带材精度和同板差得到有效控制,厚度精度达±1μm,板形精度达5I。电工钢的成材率和生产效率得以提升,而且其磁性增强、铁损降低,满足了新能源汽车的需求。

金属链创制

摘要:金属零部件的制造过程涉及合金设计、原材料制备、冶炼、铸坯、锻轧、热处理、精密冷加工等,研究工作理应贯穿金属制造与服役的全生命周期。只有贯通全生命周期技术链,金属的性能才能充分发挥。以往的工艺技术研究多注重“点”的突破,而在金属材料与零部件的加工中间经常出现“断链”现象,导致高端零部件的性能不合格、不稳定、不可靠,甚至大量依赖进口。为解决上述问题,本文以直径8 m级盾构机主轴承研制为例,从套圈用轴承钢的V、B、稀土共合金化设计出发,基于高纯净、高均质轴承钢的制造和高性能轴承零部件精密加工,阐述了轴承制造全流程的关键技术及其关联性,重点介绍了连接轴承材料到轴承零部件的热处理技术和大型滚子的精密加工技术。在此基础上,成功制造了性能优异的大型盾构机主轴承,具备进口替代能力。基于此,本文提出了金属链创制的学术思想,即从材料设计的源头出发,对合金设计、原材料制备、冶炼、铸坯、锻轧、热处理、精密冷加工、装配制造、检测评价、应用考核等全链条进行研发,通过从全链条角度识别各工序的关键数据,并对其进行调控和传递,迭代优化,贯通技术链,打造创新链,对接产业链,实现金属材料与高端零部件的可控制造。

高韧性铝硅镀层热成形钢电阻点焊性能研究

摘要:镀层厚度在8~18μm的铝硅镀层热成形钢具有更高的韧性,已在汽车行业引起广泛关注。然而,对于减薄镀层后的铝硅镀层热成形钢的电阻点焊性能评价却较少。本文对比了强度级别分别为1000、1500和2 000MPa的薄铝硅镀层热成形钢的焊接性能。研究发现,3种材料的可焊性电流范围及焊点的力学性能均能够满足生产需求。进一步分析发现,焊点力学性能和熔核区马氏体的强度和韧性有关。随着3种材料强度提高,熔核区马氏体的强度(硬度)增加,韧性降低,拉剪极限载荷随焊点强度提升而增大,而十字拉伸极限载荷随着焊点韧性降低而减小。

GH4099合金粉末的热等静压成形和薄壁筒体的制造

摘要:分别采用等离子旋转电极雾化法(PREP)和无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出GH4099 洁净预合金粉末,再将其热等静压(HIP)制备GH4099 合金,研究了热等静压温度对其显微组织和拉伸性能的影响。采用优选的热等静压制度1230℃/150 MPa/4 h 进行有限元模拟辅助包套设计,用PREP粉末制造出GH4099 薄壁筒体。结果表明,与EIGA法相比,用PREP法制备的GH4099 粉末球形度更好、表面氧化层更薄,更适合进行热等静压成形。在1165℃~1230℃随着热等静压温度的提高GH4099 合金的孔隙和原始颗粒边界数量显著减少,使其在900℃的拉伸性能提高。用PREP粉末制造的GH4099 薄壁筒体,其关键尺寸与实际薄壁筒体的相对偏差小于5%。

310S和316L不锈钢在超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为

摘要: 在600 ℃、20 MPa超临界二氧化碳(S-CO2)环境中研究了310S和316L奥氏体不锈钢的腐蚀行为。在静态高压釜中对两种不锈钢进行了500 h的均匀腐蚀试验,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等观察和分析了试样表面氧化膜的形貌、成分及结构。结果表明:310S不锈钢的耐蚀性优于316L不锈钢,腐蚀500 h后两种不锈钢的质量增量分别为6.82 mg/dm2 和35.25 mg/dm2;310S不锈钢表面氧化膜厚约1 μm,外层为Fe-Cr-Ni尖晶石,内层为Cr2O3,结构致密具有保护性;316L不锈钢表面氧化膜厚约5 μm,外层为Fe3O4,内层为Fe-Cr-Ni尖晶石,结构疏松不具有保护性。造成两种不锈钢腐蚀行为差异的原因是其铬含量不同。