微合金化对Q&P钢组织性能影响的研究进展
摘要: 淬火配分(Q&P)钢属于汽车用第3代先进高强度钢,广泛应用在汽车和特种装备领域。合金元素可以改善Q&P钢中碳原子配分、晶粒尺寸、组织分布形态以及相变温度点等,从而提升Q&P钢的综合性能。本文综述了微合金元素对Q&P钢组织性能影响的研究进展,阐述Q&P钢的理论发展,重点介绍了Q&P钢的合金成分、显微组织和力学性能之间的关系,最后对Q&钢微合金化的未来发展趋势进行了展望。
稀土在钢中作用的研究进展
摘要: 稀土在钢中的作用日渐引起科研人员的重视,国内外最近几十年内积极开展了稀土对钢材改性方面的研究。综述了近年来国内外采用稀土处理钢的研究成果和进展,介绍了稀土在钢中的作用机理。在钢液中添加稀土元素具有净化、改性夹杂物、微合金化和细化晶粒等方面的效果,在此基础上介绍了稀土元素对钢材性能的影响,包括韧性、耐热性、耐腐蚀、耐磨性和抗疲劳性等。最后在总结现有研究成果的基础上,对稀土在钢中工业化生产现状以及面临的问题进行了探讨,对稀土钢品种的开发以及工业化生产进行了展望。
海洋大气环境下稀土及铌微合金钢的腐蚀行为研究
摘要：为给微合金钢的设计开发理论提供数据支撑，通过显微组织表征、干湿交替循环试验、中性盐雾试验和电化学分析等测试手段研究了稀土微合金钢和铌微合金钢在海洋大气环境中的腐蚀行为，对比分析了其耐腐蚀性能。结果表明: 微合金钢的显微组织由铁素体和珠光体组成，并且铌微合金化有助于细化晶粒并能阻碍珠光体组织的形成。在腐蚀初期锈层的主要成分为γ-Fe2O3，γ-FeOOH，对于基体的保护性并不明显。随着暴露周期的延长，γ-FeOOH逐渐转化为α-FeOOH，提高了锈层对基体的保护作用，从而使腐蚀电流密度下降，提升了2种钢的耐腐蚀性能。经过较长周期腐蚀后，铌微合金钢中晶粒的细化有利于增加表面锈层的致密性，α-FeOOH 的含量相对较高，从而减慢了腐蚀速率。因此，相对于稀土微合金钢，铌微合金钢显示出更好的耐大气腐蚀性能。
贵州大气环境中耐侯钢在电网应用中的关键技术
摘要：大气腐蚀对电网输变电设备的安全运行的影响显著。目前广泛在电网输变电设备领域使用的钢材的耐大气腐蚀性能和防腐技术难以满足电网建设和长寿命服役要求。首先简述了输变电设备大气腐蚀现状，指明了环境参量中大气成分、大气相对湿度、温度和钢材的化学成分、组织状态对电网设备腐蚀速率和腐蚀机制的影响；结合贵州省大气环境条件，对耐候钢在贵州电网应用中亟需解决的关键问题进行了分析；最后，提出通过现场暴露试验、加速试验和发展在线监测技术，不仅能收集海量的腐蚀数据，实现腐蚀评级并建立完整的大气腐蚀等级图，还可结合大数据处理和机器学习等方法，获得耐候钢在特定大气环境中的腐蚀机制，为耐候钢在电网设备中替代普碳钢和相关设备的安全运行提供技术保障。
高锰钢研究进展：成分、组织和性能调控
摘要：自从1882年Hadfield 高锰钢问世以来，吸引了国内外众多科研人员在高锰钢成分设计、组织调控、生产工艺及应用开发等方面做了大量研究工作，使这个具有百年历史钢种的应用领域从最初的耐磨钢领域，逐渐拓展到无磁钢、汽车钢、腐蚀及低温环境用钢，甚至功能材料领域，形成了多个关键钢铁材料品种，成为特种钢领域最典型、应用领域最广的钢种系列，极大地丰富了钢铁材料世界。这些高锰钢品种的研发、制造及应用，对推动钢铁制造技术创新及下游行业发展起到了极其重要的作用。介绍了高锰钢的起源和发展，重点梳理了典型应用领域中使用的高锰耐磨钢、高锰汽车钢、高锰低温钢、高锰无磁钢以及高锰阻尼合金的化学成分、微观组织及性能研究进展，并对这几类高锰钢微观组织和性能的调控方法及效果进行了较为详细的总结和举例说明。虽然高锰含量保证了高锰钢获得特殊的微观组织、力学和物理特性，但同时也导致了其在生产制造中面临连铸漏钢、焊接接头性能不稳定、扩孔性能不足等系列共性技术难题，这在一定程度上限制了高锰钢的推广和应用。通过统计当前不同类型高锰钢的碳-锰含量和微观组织特征，指明了新型高锰钢的化学成分设计思路，并探讨了未来高锰钢在理论研究和应用领域的主要发展方向。
辊冲复合成形研究现状
摘要: 辊冲复合成形( 链模成形) 是一种新型轻量化的金属成形工艺，该工艺融合了辊压和冲压的相关技术特点，具有节能、成本低和效率高的显著优势，特别适合轻量化、变截面材料的成形。该工艺通过扩大虚拟圆弧半径来延伸有限成形长度，将成形过程变成一种近似于连续成形的方式，该过程类似于具有超巨大辊轴半径的辊压成形过程。随着成形长度的增加，峰值和残余长轴应变减少。因此，辊冲复合成形的产品中有着更低的冗余塑性变形和残余应力。目前，该工艺是新能源汽车、建筑、电子以及轨道交通等行业中轻量化、变截面零部件的最有前景的成形工艺之一。系统回顾了辊冲复合成形等截面和变截面技术理论在国内外的研究现状、辊冲复合成形仿真和实验工作在国内外的发展及应用。介绍了辊冲复合成形相关装备开发的研究进展。展望了辊冲复合成形的前沿和发展趋势，包括可折叠曲面、最优成形曲面、轻量化材料、柔性辊冲复合成形、微辊冲复合成形和智能制造。
先进金属材料制备成形与质量管控理论技术研究
摘要: 为解决先进金属材料制备成形及表征基础理论研究薄弱的问题, 从先进金属材料制备成形基础理论以及金属材料服役全生命周期质量管控方面, 对先进金属材料本构关系、制备和疲劳理论等进行了分析阐述。为解决金属材料的强各向异性行为所导致的塑性成形问题, 研究了多向复合加载下强各向异性金属塑性流动规律、异构结构低碳超高锰低温钢的低温形变与相变机理, 提出了联系宏细微观损伤机理的多尺度应力场强理论, 吻合高周疲劳失效现象。建立了冲击作用下金属材料裂纹动态失效理论, 揭示了其损伤机理, 是新型应力场强理论的重要补充, 实现了复杂服役条件下结构件疲劳强度的高精度预测。对镍基单晶涡轮叶片在不同工况下的蠕变和疲劳损伤展开了研究, 揭示了镍基单晶合金晶体各向异性和晶体取向敏感性的微细观机理, 并且分析了结构对构件性能的影响。
高氮钢连接技术研究进展
摘要：高氮钢具有高强度、高韧性、耐磨损和耐腐蚀等独特优势，相关连接件已广泛用于医疗仪器和采矿器械等领域。主要对近年来国内外有关高氮钢钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、激光焊与激光复合焊、搅拌摩擦焊和钎焊技术研究报道进行详细综述. 根据熔焊、固焊、钎焊3大分类，从保护气体、热输入、工艺参数等方面系统评述现有各类高氮钢焊接方法与工艺调控，并介绍了医疗器械、石油钻铤、装甲防护领域国内高氮钢材料的应用现状，最后指出现有高氮钢连接体系研究中存在的不足及展望，期望对高氮钢焊接、高强材料功能性连接等相关领域研究和应用提供参考信息和理论依据。创新点：(1) 系统梳理了高氮钢连接技术的研究现状，对比分析了高氮钢焊接技术的重要报道。(2) 指出现有高氮钢连接技术研究不足，对相关领域功能性连接具有理论指导意义。
基于深度学习钢中非金属夹杂物图像识别
摘要:炼钢过程中钢水易和炉渣、耐火材料、气氛等相互作用形成非金属夹杂物,非金属夹杂物会破坏钢基体的连续性,增加钢组织的不均匀性,进而影响钢铁材料的塑性、韧性、抗疲劳强度等力学性能,成形过程中也易引起产品缺陷。夹杂物的定性检测一般通过扫描电子显微电镜(SEM)和能谱仪(EDS),但耗时较长、随机性也较大。因此,非金属夹杂物的快速检测和识别对改进炼钢工艺至关重要。近年来,随着计算机视觉技术的日渐成熟,基于区域的卷积神经网络(RCNN,region-basedconvolutionalneuralnetwork)算法经过多代演化,并添加了掩码分支网络,形成了Mask-RCNN。Mask-RCNN既能实现夹杂物边框的准确定位,也能实现图像分割和识别分类,可有效应用于夹杂物分割和识别。采用计算机视觉(CV)任务中Mask-RCNN目标检测算法,对低密度钢中典型AlN、Al2O3、MnS和AlN-MnS4类非金属夹杂物的SEM 图片进行训练,经过10000次的迭代训练后,对各类型夹杂物进行边框定位、图像分割及识别分类,并对测试集进行验证,实现了4类夹杂物边框的准确定位和图像分割。所选用模型对夹杂物检测识别效果较好,准确率高,4类目标夹杂物中,MnS和AlN-MnS夹杂物识别准确率达到100%,AlN夹杂物的识别准确率为95.91%,Al2O3夹杂物的识别准确率为83.33%。
钢材表面氧化铁皮结构演变机理与应用控制技术研究进展
摘要：从氧化铁皮机械除鳞、钢材表面红色氧化铁皮 (红锈)、热轧钢材表面抗腐蚀氧化层、热轧无酸洗钢材表面镀锌及氧化铁皮抗摩擦磨损等方面阐述了氧化铁皮应用控制机理。结合当前市场需求与已有控制技术，指出了未来关于氧化铁皮研究的主要发展方向。
