高温不锈渗碳轴承钢的研发现状与进展

摘要:航空用轴承钢向耐高温、耐腐蚀、高承载、长寿命方向发展,现役的M50轴承钢存在强度高但韧性和耐蚀性不足的问题;M50NiL渗碳轴承钢虽然通过降低碳含量和调整合金成分来提高韧性,但仍越来越无法满足高推重比的航空发动机的发展需求,并且耐蚀性不足问题也未解决。高铬不锈轴承钢GB-42和高氮 Cronidur30轴承钢虽然抗腐蚀能力好,但是表面硬度和心部韧性仍不足。以CSS-42L钢为代表的高温不锈渗碳轴承钢拥有高强韧性和优良耐蚀性能,不仅在航空轴承应用上极具竞争优势,而且也可应用于在高温或腐蚀性环境下使用的齿轮、轴和紧固件等,但是国内外相关研究工作仍不足且缺乏系统性,因此对其研发现状进行综述和总结尤为重要。从航空用高温轴承钢发展历程出发,详细介绍了国内外高温不锈渗碳轴承钢的研发背景和合金成分设计思路;综述了铬、钴、钼、镍、钒、钨等主要合金元素对组织和性能影响规律,其中钴的加入虽然不直接参与析出强化,但能够起到抑制δ-铁素体形成和促进弥散析出的特殊作用;分别从表面渗碳和心部材料两个方面,揭示了调控热处理工艺对微观组织和强韧性的影响规律。在此基础上,针对国内外高温不锈渗碳轴承钢基础理论和制造工艺研究的不足,提出了优化合金成分、突破渗碳热处理技术,以及加强不同工况下组织演变、疲劳损伤和破坏机理研究的研发方向。

铸轧薄带的边部斜裂纹形成机理

摘要:为了控制铸轧薄带产品质量,降低铸轧工艺本征裂纹导致的断带风险,针对铸轧薄带的边部斜裂纹展开研究,提出边部斜裂纹形成的直接原因为侧封与熔池间的换热使熔池边部的Kiss点高度局部提升。该处薄带进入铸轧塑性变形阶段的初始厚度局部增大,由此引发的斜向剪应力导致了边部斜裂纹的产生。建立了熔池的热-流耦合数值仿真模型,分析了Kiss点高度沿铸轧辊宽度方向上的分布规律,结果显示熔池边部的Kiss点高度高于熔池中心。建立了热-力耦合数值仿真模型,分析了变厚度薄带热轧时其塑性变形区内的应力分布状况,结果显示斜向剪应力集中分布于后滑区边部,其方向与后滑区金属的流动方向致。仿真结果验证了所提出的边部斜裂纹形成机理的合理性。

热轧板带生产中氧化的基本特点及麻点缺陷的成因与控制

摘要:精选了近几十年来日本等国家的学者关于钢铁材料氧化方面的部分研究进展,对相关研究的方法、内容、技术思路进行了整理,编撰成文以飨读者。侧重介绍了热轧过程中板带的氧化与缺陷控制,从板带氧化的基本性质入手,剖析了热轧过程麻点缺陷的成因与控制机理。同时,结合作者自己的研究经验与理解,对缺陷的成因也提出了不同视角的见解,供读者参考。

定制辊压成型技术发展综述

摘要:辊压成型技术是钢铁材料深加工技术的重要分支,如今正面临着制造业发展带来的严峻挑战。定制辊压成型技术可以实现轻量化、节能减排与智能制造等先进制造理念,满足制造业转型升级的迫切需求。对比了定制辊压成型技术在国内外的发展现状,阐述其对我国制造业发展的重大意义,同时针对国内定制辊压成型技术发展过程的主要难点,提出了相应的解决方案和实施路径。最后对定制辊压成型技术在重点行业的应用状况以及市场规模做出展望。

我国高附加值中厚板产品现状与发展趋势

摘要:介绍了我国高附加值中厚板产品的生产现状,从品种结构、产品规格、质量稳定性、配套技术等角度分析了与未来需求的差距,以工程机械、海洋平台、舰船、桥梁和管线用钢为典型代表,阐述了高附加值中厚板产品向高强度、耐腐蚀、轻量化、长寿命等方向的发展趋势。

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。

国外子午线轮胎带束层材料和结构发展

摘要:以米其林、倍耐力、固特异和普利司通公司产品为例,分析国外子午线轮胎带束层材料和结构的发展变化。半钢子午线轮胎带束层用钢丝帘线向结构简单、单丝直径大的方向发展,冠带层帘线出现芳纶/锦纶复合帘线,带束层角度有所增大;全钢载重子午线轮胎带束层用钢丝帘线向高伸长、高抗冲击性方向发展,结构依使用要求不同而不同, 带束层工作层端点垫胶厚度有增大趋势。

电化学渗氮对不锈钢表面结构的影响

摘要:使用原子力显微技术和透射电子显微技术等手段,研究了电化学渗氮的304L不锈钢多尺度下表面结构的演变。结果表明,在电化学渗氮电位下304L不锈钢表面发生了钝化膜的局部阴极还原、金属基体的微区阳极溶解以及溶解的金属阳离子再沉积,从而形成了起伏幅度为几十纳米的微观粗糙表面。在扫描透射成像模式下进行的超级能谱分析结果表明,表面沉积物的主要组成是Fe 的氧化物,进一步佐证了在渗氮过程中发生了Fe 的微区阳极溶解和Fe 阳离子的再沉积过程。

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。