氢冶金场景下规模化固态氢储运技术的开发及应用

摘要:钢铁行业的氢冶金是未来氢能规模化应用的主要场景之一,炼铁炉利用氢气作为还原剂,替代传统的碳基还原过程,从而减少温室气体排放。在氢冶金过程中,建立高效可靠的氢储运产业链是成败的关键。简述了氢冶金背景和国内外氢气储存领域的研究进展和应用现状,对各种储存技术进行了简明分析。结合氢冶金工厂的特点,提出“气固相分离式固态氢储运技术”的方案,理论上可实现经济、安全、长距离、面向工业应用的大规模氢储运。未来可通过工程化手段实现大宗含氢物料的制备和存储运输,并与冶金或化工工厂的原料工艺流程实现有效衔接,对上游合金资源产业和可再生能源制氢产业也有重要推动作用。

固溶处理对新型全奥氏体高锰低温钢微观组织、力学性能及摩擦性能的影响

摘要: 针对新型奥氏体高锰低温钢在LNG (Liquefied natural gas)储罐应用中的磨损问题,本文中研究了不同固溶处理温度对微观组织、力学性能和耐磨性能影响以及三者之间的关联性. 将25Mn高锰钢分别在950、1000、1050以及1100℃下固溶处理0.5h,并采用光学显微镜、白光干涉仪、扫描电子显微镜及能谱仪对试样的微观组织、磨损轮廓和磨痕形貌进行了表征. 结果表明:随着固溶处理温度的升高,高锰钢的表面硬度逐渐下降,1100℃固溶处理后钢材硬度降到最低,约为261 HV. 另外,钢材的抗拉强度随固溶温度升高先增大后减小,其中在1000℃下展现出最优的抗拉强度、屈服强度及应变硬化速率. 在摩擦性能测试结果中可以看出,高锰钢表面平均摩擦系数随着固溶处理温度先增大后减小再增大,在1000℃时因发生氧化摩擦而降到最低,约为0.39,磨损率为0.49‰,表现了最优的耐磨性能. 这主要是由于1000℃热处理后的高锰钢磨痕表面密布颗粒均匀的碳化物,导致磨损后的硬度增大近50.6%,磨损机理从颗粒磨损与疲劳磨损结合转变为黏着磨损为主,颗粒磨损为辅.

固溶处理对电弧增材制造超级双相不锈钢微观组织及摩擦磨损性能的影响

摘要: 采用直径为1.2mm的ER2594-超级双相不锈钢焊丝进行了多层单道墙体电弧增材试验,对增材件分别进行1050、1150和1250℃的固溶处理,并在固溶处理后对各试样进行了往复式摩擦磨损试验. 试验结果表明:随着固溶温度的升高,双相比中的铁素体含量增加,其显微硬度也相应提高. 此外,固溶处理可降低增材件的内应力,最终基于较高硬度和较低内应力的协同作用,在1250 ℃时获得耐磨性能较优的试样,有效地提升了热处理后增材件试样的摩擦磨损性能.

不同转速永磁同步电机非晶合金和硅钢选材分析

摘要:介绍了非晶材料和硅钢的磁性能,并在高速电机分别采用这两种材料进行仿真,根据仿真结果对比分析了两种材料于电机效率以及不同转速下的铁损差值。并研究了不同转速下电机非晶材料和硅钢铁损的变化规律。结果表明,在高速电机中非晶材料优势明显,为不同转速工况的电机提供选材建议。

薄规格和极薄/超薄硅钢发展态势研究

摘要:近年来,全球新能源汽车市场的高速发展使得薄规格硅钢的需求开始增多,特别是快速自粘结涂层技术的进步,极大程度地拉动了薄规格和极薄/超薄硅钢在驱动电机、高速电机、微电机等高端电机市场的需求。目前许多新能源汽车驱动电机厂正在求购快速自粘结涂层硅钢,众多硅钢企业以及科研单位、涂料企业、铁心企业纷纷研发快速自粘结涂层和模具冲片技术,从中可以看到薄规格和极薄/超薄硅钢的发展趋势。本文重点阐述薄规格及极薄/超薄硅钢的生产现状、发展及需求趋势。

螺纹加工顺序对A286紧固件室温疲劳性能的影响

摘要:采用轴向疲劳试验机、金相显微镜、显微硬度计和扫描电镜等方法,通过对不同螺纹加工顺序的A286合金耐热紧固件进行高频拉-拉疲劳测试,并对疲劳断口和螺纹的金相进行分析。结果表明,在经过720℃-12 h时效后加工螺纹,有利于提高紧固件疲劳性能的稳定性,对疲劳中值强度略有影响,对疲劳断裂方式无影响。时效前加工螺纹,会在紧固件表面形成大量的孪晶,时效过程中强化相会在孪晶界以大尺寸颗粒析出。时效前加工螺纹的紧固件其螺纹根部硬度值波动大,可能是造成疲劳性能波动大的原因。

增材制造钢中氧化物形成及其控制的研究进展

摘要:简述了增材制造高性能钢中氧化物的研究概况,包括氧化物的特征和形成,氧化物对熔池的影响,氧化物的破坏和重构机制以及氧化物在熔池中的运动情况,阐述了实现氧化物无害化的设计思路,以期对未来金属增材制造过程中氧化物无害化的研究提供参考。

保淬透性结构钢的冶炼关键技术

摘要:钢材淬透性对保证钢材的使用寿命、性能稳定性和工作安全具有重要意义。保淬透性钢材在制造、建筑、航空航天等领域中都有着重要的应用。围绕中国保淬透性结构钢的发展,梳理了其标准的演变,并以齿轮钢为例系统总结了保淬透性结构钢对淬透性、洁净度、带状组织、晶粒度和易切削性等冶金质量指标的要求;从低氧含量控制、成分精准控制和夹杂物控制等方面分析了齿轮钢冶炼过程关键控制技术,提出了冶炼及连铸过程关键控制要点。同时,对冶炼工艺流程进行了详细解析,分析了目前主流的两类冶炼工艺流程,即钙处理工艺流程和非钙处理工艺流程的特点。通过上述内容的梳理和分析,为所有保淬透性结构钢和冷镦钢等钢种的冶炼工艺选择提供借鉴。

基于数据治理的钢铁材料数字化研发

摘要:针对国内钢铁行业在数据治理、数字化和智能化应用技术方面的现状与挑战,提出将高通量试验、材料集成计算、大数据分析相结合的材料数字化研发思想,以推动钢铁材料数字化革新。分析了当前钢铁行业数字化研发的背景及其在全球范围内的发展趋势,强调了在数据治理中数字材料基因(DMG)在材料科学中的中心地位,并提出了用于数字材料研发的试验-计算-数据-整合(ECDC)的系统框架,包括高通量试验驱动模式、计算驱动模式、数据驱动模式和整合策略。这些模式不仅促进了材料的快速开发和性能优化,还实现了工艺和材料设计的高效整合。通过详细介绍数字化研发在温成形中锰钢、吉帕级海工钢、第三代Q&P钢开发等具体案例中的应用,以展示数字化方法有效解决材料的高强、高韧、高耐蚀等设计难点的途径。材料数字化研发思想为钢铁材料的数字化研发提供了理论和实践指导,通过整合和优化不同的技术方法,数字化研发体系有望显著提高钢铁材料研发的效率和质量,推动钢铁行业的高效可持续发展。

管线钢氢脆的研究进展

摘要:氢能是一种绿色低碳二次能源,提高氢能的利用率可以促进节能减排,减少环境污染。现阶段高效率的输氢方式主要为管道运输,管线钢的氢脆影响着运输安全,如何提高管线钢抗氢脆能力一直受到广泛关注,但目前没有合适的理论可以完整解释氢脆现象。从管线钢的发展和氢脆机理等方面分析了不同等级管线钢的综合性能和发展趋势,主要介绍了氢压力理论、氢增强局部塑性理论(HELP)和氢致弱键理论(HEDE)3种氢脆机理。从合金元素、微观组织、加工工艺、氢浓度和氢环境的角度探讨了影响管线钢氢脆的因素。最后结合现阶段研究现状,分析了管线钢发展中的重点难点,为抗氢脆管线钢的开发与应用提供参考,同时展望了管线钢未来需要关注的研究方向。