合金元素对高速钢中碳化物的影响研究进展

摘要:随着科技的发展,机械加工对高速刀具的需求进一步提高,传统高速钢生产的短板也逐渐显露出来。由于高速钢中高合金元素含量的特性,传统高速钢生产方式主要以模铸为主,虽然产品质量相对较好, 但是生产效率极慢。连铸可以显著提高高速钢的产量并且更加节能,但连铸生产的高速钢铸坯中心缩孔较大,并且轧制过程中开裂的问题一直无法解决,因此高速钢连铸一直无法正式投入生产。碳化物是影响高速钢性能的一个非常重要的因素,添加合金元素会对高速钢中碳化物尺寸、形貌以及元素组成产生影响,从而改善高速钢性能。合金元素按照作用方式不同可以分为碳化物形成元素以及非碳化物形成元素,这两类元素对碳化物有着不同改性效果,并且作用机理有较大差异。讨论了高速钢中碳化物的主要种类,针对不同种类的合金元素总结了其对高速钢中碳化物的作用以及研究现状,并对未来合金元素在高速钢碳化物改性方面的研究提出了建议。

泡沫钢的制备、性能及应用研究进展

摘要:泡沫钢作为近年来开发的一种新型结构-功能材料,具有高比强度和比刚度、高比表面积、轻质、吸能减震、多孔过滤、电磁屏蔽、生物相容性等优点,在航空航天、汽车船舶、建筑工程、散热隔热、催化过滤、电磁屏蔽、生物医疗等领域呈现出广阔的应用前景。本文综述了新型泡沫钢材料的研究发展现状;介绍了泡沫钢材料的现有制备工艺、结构、性能特征及应用领域,主要包括制备工艺的优缺点,不同工艺制得泡沫钢的孔结构特征,泡沫钢的力学性能(屈服强度、弹性模量、吸能值)、物理性能(散热隔热、吸声隔声、电磁屏蔽)、生物性能及应用情况;分析了泡沫钢存在的问题及限制其工业化开发应用的因素。总的来说,泡沫钢作为一种轻型高比强度结构材料和特殊性能的功能材料,未来需要建立工艺-结构-性能理论模型,优化制备工艺,实现规模化生产和应用。

海工钢特厚板的质量控制

摘要:随着海洋平台和舰船的大型化发展,对海工钢特厚板的厚度和性能要求不断提高。本文主要介绍海工钢特厚板的生产方法和质量控制的研究进展,从应用前景角度介绍了未来海工钢特厚板的发展趋势。通过对比分析模铸、连铸以及电渣重熔生产的特厚板的质量,阐述了不同工艺方法生产的海工钢特厚板存在的表面和内部质量问题。结果表明,电渣重熔生产的海工钢特厚板能够同时解决表面质量和内部质量问题,使用电渣重熔法生产高品质海工钢特厚板是未来的必然趋势。

轴承钢生产关键技术及发展浅析

摘要: 轴承钢是一类重要的钢铁材料品种,其冶金质量要求极为严格。总结了轴承钢产品的发展现状,介绍了我国轴承钢行业在产品质量控制和高端产品研发方面与国外存在的差距。围绕轴承钢生产过程中的关键技术,梳理分析了国内轴承钢行业在氧含量控制、夹杂物控制、连铸坯组织控制、碳化物控制、热处理工艺等方面的发展现状。氧含量控制要协调转炉高拉碳、脱氧工艺、钢渣精炼、钢包吹氩以及真空脱气精炼等方法。同时,冶炼过程中的钢渣精炼、夹杂物变性、中间包冶金以及电磁搅拌等工艺可有效控制夹杂物。在连铸坯组织控制方面,需协调运用低过热度、电磁搅拌以及凝固末端压下等技术。碳化物则主要通过合适的热处理与控轧控冷工艺进行控制。最后,探讨了国产轴承钢生产技术的一些未来发展趋势。

内燃机气阀用钢的发展现状

摘要:阐述了我国内燃机用气阀钢的应用现状和性能要求,介绍国内外常用气阀钢的钢号和标准。根据气阀钢的组织特点,将气阀钢分成马氏体气阀钢、奥氏体气阀钢和高温合金三大类,并对马氏体气阀钢、奥氏体气阀钢进行了性能对比。

激光粉末床熔融制备热作模具H13钢的研究进展

摘要: 近年来,激光粉末床熔融( laser powder bed fusion,LPBF) 作为一种先进的增材制造技术,已吸引了广泛的关注和研究。利用其高自由度的成形方式,可以设计制造出合适的冷却流道来对热作模具进行控温,从而提高模具的冷却效率及使用寿命。因此,LPBF 技术在热作模具的成形制造中得到了广泛应用。H13 钢具有高强度、高硬度、良好的耐回火性等优点,是热作模具最常用的工具钢之一。关于LPBF 技术在H13 钢中的应用一直是该领域的研究焦点,也已取得显著进展。基于此,首先阐述了LPBF 制备H13 钢的成形性能,分析了打印工艺参数对成形缺陷的影响,介绍了控制打印开裂的方法; 其次,对沉积态与热处理态的LPBF 成形H13 钢的微观组织和力学性能进行介绍,详细论述了打印成形及后续热处理过程中的组织演化,在此基础上分析了微观组织对强度、硬度、塑性等方面的影响; 同时也对LPBF 成形H13 钢在热作模具中的服役性能进行了总结,沉积态的LPBF 成形H13 钢具有良好的抗回火软化及抗热疲劳性能。最后,对具有随形冷却流道的LPBF 成形H13钢热作模具在实际中的应用情况进行了总结分析,指出随形冷却流道在提高冷却效率、延长模具使用寿命等方面的显著优势。

钢的渗氮层耐蚀性研究进展

摘要: 在“双碳”战略引领下,绿色低碳的金属表面渗氮耐磨耐蚀改性技术焕发出新的活力,在工业领域的应用将会越来越广泛。探究渗氮层微观结构、物相组成对腐蚀过程的耦合作用机理对提升渗氮层的耐蚀性、延长渗氮零件的服役寿命以及渗氮表面改性技术的发展具有重要理论和工程意义。本文综述了钢的渗氮层耐蚀性能的研究进展,分析了钢的合金成分对渗氮层耐蚀性能的影响,讨论了渗氮层中氮化物、α-Fe物相组成与微孔结构对其耐蚀性能耦合作用机理,探讨了提高耐蚀性能方法和提高渗氮层耐蚀性亟待解决的关键问题。

先进核能系统用氧化物弥散强化钢成分设计及制备工艺研究进展

摘要:核能是一种清洁能源,发展具有更高安全性和经济性的第四代核能系统是当下各国的研究热点。传统锆合金已经无法适应第四代核能系统苛刻的服役环境,开发具有优异综合性能的材料成为核能工程应用领域亟待解决的问题。氧化物弥散强化钢(oxide dispersion strengthened,ODS)因具有良好的综合性能被认为是第四代核能系统反应堆包壳的重要候选材料,是核材料领域的研究热点。氧化物弥散强化钢优异的性能源于其合理的成分设计及独特的显微组织,高数密度的弥散氧化物粒子极大地改善了合金的高温力学性能及抗辐照性能。尽管世界各国围绕氧化物弥散强化钢成分设计-性能-制备工艺开展了大量的研究工作,但是在批量生产方面仍然存在挑战,制约了氧化物弥散强化钢的工程应用。本文就国内外氧化物弥散强化钢的显微组织、成分设计及制备技术等研究工作进行总结和分析,对氧化物弥散强化钢在核能领域的应用前景和当下存在的问题进行总结和展望,为核级氧化物弥散强化钢的发展提供参考。

我国桥梁结构钢的发展与创新

摘要:随着我国“八纵八横”高铁网和国家公路网规划建设,推动了桥梁建设向多元化、安全舒适的方向蓬勃发展。桥梁结构钢作为桥梁建设的重要材料,在桥梁建设中发挥了重要的作用。桥梁建设的快速发展扩大了桥梁结构钢的应用需求,同时推动了桥梁结构钢综合性能的提升。纵观桥梁钢的发展史,呈现出低碳钢、低合金钢、高强度钢的发展历程,随着国家海洋强国战略实施和川藏铁路规划建设,未来桥梁结构钢的发展趋势将集中在高性能、长寿命等方面。总结了我国桥梁结构钢的发展现状,分析了桥梁结构钢在未来桥梁建设中的发展趋势,可为桥梁结构钢的品种开发和应用提供参考。

机器学习在板带冷轧工业的深度应用:机遇与挑战

摘要:板带冷轧是钢铁制造流程的关键环节,但长期以来面临着板形缺陷、厚度波动和轧机振动等问题,这些因素显著影响冷轧生产效率和产品质量。机器学习技术通过分析海量工艺数据,为实时预测和消除潜在缺陷提供解决方案。基于历史与实时数据,机器学习算法能够识别轧制力、辊缝、轧速等工艺参数与板形、厚度均匀性等质量指标间的复杂关联规律,实现工艺参数的动态优化,在保证产品一致性的同时有效降低废品率和停机时间。机器学习驱动的预测模型支持对轧制过程进行前瞻性调控,从源头上减少缺陷产生,提升整体效能。机器学习技术的应用不仅提高了冷轧过程的精度与可靠性,更带来显著的成本节约和产能提升。