高品质轴承钢超低氧含量和非金属夹杂物控制的进展
摘要：超低氧含量和低夹杂物级别是高品质轴承钢的重要指标。分析了高品质轴承钢中超低氧含量和非金属夹杂物控制的影响因素，如出钢除渣、铝脱氧、高碱度精炼渣、真空或非真空条件下的长时间搅拌和合理的生产工艺流程等。得出生产5×10-6[O]、≤1×10-6[H]和≤12×10-6[Ti]的超纯净高品质轴承钢的关键是对各冶炼工序的严格控制。文中分析了国内轴承钢的质量并提出了研究方向。
CO2在炼钢-连铸中的应用机制研究现状与未来展望
摘要：为缓解全球“碳中和”目标下钢铁工业的减排压力，在炼钢-连铸流程中进行CO2的资源化利用已成为关键低碳路径。系统研究了CO2作为反应介质、搅拌气体、冷却剂及保护气氛的应用机制与作用原理，重点分析了其在转炉吹炼、电炉炼钢、二次精炼及连铸等环节应用的工业效果，涵盖了降尘控温、节能降氮、去除夹杂物及提升铸坯质量等关键技术。然而，这些技术的规模化与高质量推广仍面临3 大瓶颈。机理层面，多相多场耦合下的反应动力学与传输机制不清，制约工艺精准优化；经济层面，高昂的捕集成本与设备改造成本使其经济性欠佳；材料层面，CO2对炉衬及输送系统的强腐蚀性严重影响设备寿命与安全。为此，提出未来需从基础研究、技术开发与产业应用3 个维度协同突破，通过融合原位观测与数字孪生技术，构建全流程反应动力学数据库；着力研发低成本捕集（目标小于150 元/t）及二氧化碳与绿氢、可再生能源的耦合利用技术，并开发长效耐蚀材料；最终推动从“单点示范”向“全流程集成”转型，建立标准化体系与经济模型，为钢铁工业绿色低碳转型提供可复制、可推广的整体技术方案。
基于改进的MOGWO高强度钢辊弯成形工艺的多目标优化
摘要: 为了探究成形参数对高强度钢辊弯件成形质量的影响, 并对工艺参数进行优化, 提出了一种辊弯成形工艺优化方法。首先, 应用LS-DYNA 有限元软件模拟LG700 高强度钢U 型辊弯件的成形过程。然后, 通过Box-Behnken 响应面设计对高强度钢U 型辊弯件进行仿真试验, 分析辊弯道次、过弯角、辊站间距和辊缝间距等成形工艺参数以及厚度、法兰高度、圆角半径等几何参数对辊弯件偏差角和纵弓高度的影响, 并通过拟合得到偏差角和纵弓高度二者的二阶响应模型。最后, 采用改进的多目标灰狼优化(MOGWO) 算法对特定尺寸辊弯件进行工艺优化, 并通过实例进行验证。结果表明, 将优化后的工艺参数用于高强度钢辊弯成形过程中导致其偏差角由0. 78°降至0. 24°, 纵弓高度由1. 58 mm 降至1. 20 mm, 成形质量得到提高, 满足相关产品的装配精度要求。
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.
金属材料的喷丸强化原理及其强化机理综述
摘要：在喷丸强化机理中，除了“应力强化机制”之外，还存在另外一种“组织结构强化机制”。为了证明这一种新强化机制的存在，采用了XRD、喷丸残余应力、显微硬度以及疲劳等各种试验方法，对喷丸靶材表层的组织结构改性后的力学行为进行了试验测定。结果表明：喷丸引入靶材的残余压应力是一种改善疲劳断裂抗力的“应力强化机制”，但是它只能改善正断型模式而不能用来改善切断型模式的疲劳断裂抗力。对改善切断型模式的疲劳断裂抗力起决定性作用的是“组织结构强化机制”。因此作者认为，喷丸强化机理中至少存在上述两种强化机制。
软磁铁素体不锈钢性能调控与制备的研究进展
摘要：随着自动控制技术向气-液-油混合介质、温压交变等复杂环境深度拓展，软磁铁素体不锈钢因兼具优异的软磁性能与耐蚀性成为关键功能材料。然而，其多目标性能优化存在显著矛盾，制约了高端应用。基于430系列不锈钢的典型特性，揭示了铬含量对磁性能与耐蚀性的拮抗效应，提出通过控制超低间隙原子（C+N）≤100×10-6、添加稳定化元素（Ti/Nb）及优化热处理工艺等方式实现成分-组织协同调控。其次，分析凝固质量与晶界工程对疲劳强度与抗皱性能的提升机制，进一步聚焦金属注射成形（MIM）工艺，阐明其在高精度复杂零件制备中的核心优势—公差±5 μm、磁性能误差＜5%，并结合Indo-MIM后热处理技术等案例论证其规模化应用的可行性。最后指出，未来研究需构建成分-组织-性能定量模型以突破多目标性能矛盾，并通过MIM工艺与模拟技术的深度融合，推动软磁铁素体不锈钢在新能源汽车、微型传感器等领域的产业化突破。
高钢级管道焊缝材料应力应变本构关系确定方法
摘要:高钢级管道环焊缝作为油气管道关键薄弱环节一直受到工程界与科研界的关注,它作为一种典型的焊接结构具有明显的非均质性,这会导致环焊缝材料轴向力学性能无法准确测试,严重影响管道环焊缝安全评价的准确性。基于MATLAB-PYTHON-ABAQUS联合仿真提出了一种高钢级管道焊缝区材料应力应变本构关系优化反演方法。开展了4组不同缺口尺寸的单轴拉伸试验,得到了各试样的载荷位移曲线;利用贝叶斯正则化反向传播(BRBP)神经网络与灰狼优化算法(GWO)得到了焊缝区材料真实应力应变本构关系,并通过试验数据充分验证了本构关系的准确性,结果表明相对误差小于1%。所提出的反演思路同样适用于均质金属材料大应变范围应力应变曲线的测定。该反演方法的提出可为高钢级管道环焊缝安全评价提供准确的应力应变本构关系及强度匹配关系,进一步保障了油气管道的安全运行。
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。
耐磨钢生产研究现状与分析
摘要：概述了耐磨钢的主要技术要求、生产工艺以及国内外研究现状，重点介绍了准贝氏体高强耐磨钢、奥氏体耐磨钢及马氏体耐磨钢的成分、性能、强化机理及生产工艺，并指出耐磨钢开发应注重系列化和经济性。
高强钢氢含量预测及可解释性分析框架
摘要： 构建了一个基于数据驱动方法的高强钢氢含量预测与可解释性分析框架，系统评估了人工神经网络（ANN）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）和极端梯度提升算法（XGBoost）4 种机器学习模型在多维特征空间下的预测性能，同时进一步利用SHAP（SHapley Additive exPlanations）方法开展可解释性分析，揭示12种元素（铁、碳、钼、锰、钛、钒、硅、铬、铜、镍、铝、铌）含量以及电流密度、温度、充氢时间、应变速率4 种试验条件对氢含量预测的贡献规律及其交互作用。结果表明：ANN、RF 和SVM 模型在训练集和测试集上预测氢含量的均方根误差和预测波动范围较大，部分预测结果在2 倍误差带外；XGBoost 模型在训练集和测试集上均具有较小的均方根误差和预测波动范围，预测结果均匀地分布在2 倍误差带内，该模型对高强钢氢含量的预测性能最佳。ANN 和SVM 模型的6 个特征（碳、锰、硅、铜含量，应变速率，充氢时间）对氢含量预测的贡献相对均衡，表明预测依赖多数特征的综合作用；RF 和XGBoost 模型的1～3 个特征（碳、锰或硅含量）的贡献显著更高，其余特征仅作为辅助信息，对预测结果的影响较小。高低特征值在正负贡献上混杂分布，说明氢含量与各特征存在显著非线性响应，并且预测结果受多特征间的复杂耦合效应影响。
