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。

棒线材连铸-直接轧制工艺关键技术研究

摘要:为了满足我国钢铁行业转型升级对绿色、可持续发展的需求,需解决棒线材生产中能源损耗严重的问题。深入研究了棒线材连铸-直接轧制工艺的关键技术。该工艺是一种适用于普通棒线材生产的新型工艺,通过充分利用连铸坯冶金热能,可完全取消铸坯加热工序,从而实现节能减排、减少烧损的目的。从生产能力匹配、温度匹配、节奏匹配和生产管理4个方面研究和分析了棒线材连铸-直接轧制工艺的关键技术,推导了生产能力匹配和节奏匹配的数学表达式,研究了连铸至轧钢全过程铸坯温度的变化规律,并给出了连铸-直接轧制工艺一体化生产制度和典型工艺平面布置方案。研究结果表明:棒线材连铸-直接轧制是一种绿色、环保、低成本、高效益、高效率的生产方式,具有较好的经济效益和广阔的应用前景。

材料高通量计算技术在钢铁产品研发中的应用

摘要:材料基因工程中的材料高通量计算技术在钢铁产品研发中发挥着重要作用,可以帮助研究人员更深入地了解材料的性能和行为,如:化学成分设计、相图计算、力学性能预测、微观组织模拟、热力学和动力学分析等,加速新材料的研发进程,提高钢铁产品的性能和质量,为钢铁产业的可持续发展提供了有力支持。在对高通量计算技术基础理论与方法、关键技术、发展现状等方面总结分析的基础上,提出了高通量计算技术在钢铁产品研发中的应用思路。短期来看,高通量计算技术可以缩短研发周期、降低成本;长期来看,还可以实现钢铁产品的按需设计,充实钢铁材料数据库,为后续的材料开发提供方法和依据。

连续退火机组改热镀铝锌机组工艺技术及应用

摘要:针对某企业将连退机组改造为镀铝锌机组的需求,在降低投资成本,最大限度利用原有设备能力的基础上,提出了合理的工艺改造路线和设备改造集成方案。介绍了改造中的关键工艺技术和张力设备、退火炉、锌锅、镀后冷却设备、光整、拉矫等设备的改造要点。生产实践表明:改造后镀铝锌机组产品镀层厚度最大可达220g/m2,屈服强度最大可达650MPa,抗拉强度最大可达750MPa;最大工艺速度180m/min,最大产量79.5t/h,升级改造工艺设计及设备选型满足生产需求。

十八辊轧机轧制高强薄规格带钢斜纹浪产生机理与控制技术

摘要:十八辊单机架轧机在轧制高强薄规格带钢时极易出现斜纹浪缺陷,分析认为斜纹浪产生的机理为带钢存在一定的切应力和不均匀的张应力,使带钢在轧制过程中产生不均匀塑性变形而导致。为解决斜纹浪板形问题,运用有限元ABAQUS软件建立了十八辊轧机轧制过程三维弹塑性仿真模型,分析了中间辊弯辊、轴向横移等手段的板形调控能力。结果表明:随着带钢宽度的增加,十八辊轧机中间辊弯辊、轴向横移对承载辊缝二次凸度、四次凸度调控功效逐渐增大,中间辊轴向横移调控功效要优于常规冷连轧机,而中间辊弯辊调控功效较常规冷连轧机要弱,十八辊轧机对承载辊缝四次凸度的调节能力明显高于常规冷连轧机,但对二次凸度的调节能力要弱于常规冷连轧机;当带钢发生跑偏时,轧机两侧出现轧制力偏差,且带钢跑偏量对十八辊轧机两侧轧制力差值的影响大于常规冷轧机。因此,相对于常规冷连轧,十八辊单机架轧机更容易产生斜纹浪板形缺陷。针对十八辊轧机生产带钢斜纹浪问题,提出减少末道次轧制力F(F<5MN),提高末道次前、后张力(提高30%)的措施,实现了斜纹浪缺陷的有效控制。

因瓦合金薄板组织演化及力学性能研究

摘要:针对因瓦合金传统制备工艺存在成材率低、生产效率低等问题,提出了薄带连铸—冷轧—退火的新制备工艺。利用光学显微镜、EBSD、EPMA及SEM研究了新制备工艺下因瓦合金薄板的组织演化,并测试了其力学性能。结果表明:薄带连铸因瓦合金铸带坯未出现表面裂纹、晶间氧化及Ni元素宏观偏析,微观组织由粗大的柱状奥氏体晶粒组成;利用新制备工艺,获得了厚度0.5mm及0.7mm的因瓦合金退火板,组织中含有大量退火孪晶,退火板屈服强度在251~281MPa范围内,抗拉强度在420~445MPa范围内,断后伸长率超过30%,拉伸断口均为典型韧性断裂形貌,与传统制备工艺下的退火板力学性能相当。

厚板生产技术的发展、现状及展望

摘要:梳理了我国厚板生产的发展历史,将我国厚板生产发展划分为起步期、蓄势期、发展期、成熟期、优化期5个阶段,从轧机规格、装备水平、产能规模等方面对各阶段特点进行了分析;阐述了热送热装、加热炉、轧机、矫直机等厚板生产关键工艺及装备的技术进步和发展;论述了特殊船舶用钢、海洋工程用钢等厚板典型产品的开发、应用和发展;展望了我国厚板生产及研发的发展方向并提出了建议。