海洋钢结构防腐蚀技术综述

摘要:我国每年海洋钢结构腐蚀经济损失巨大,海洋高氯的大气环境,海水的潮起潮落,浪花飞溅等都是造成腐蚀现象以及腐蚀程度不同的原因。文章根据海洋环境腐蚀机理,以及各个海洋腐蚀区带的特点,针对涂层防护技术、喷涂防护技术、包覆防护技术和阴极保护技术等防腐技术的应用现状和各种技术优缺点进行了综述,并展望了海洋钢结构防腐蚀技术的发展方向。

热轧钢材组织演变和力学性能预测—半经验模型、机器学习到工业大模型

摘要:钢材热轧过程中,轧件显微组织演变、表面氧化与轧制力能负荷相互影响,构成了“牵一发而动全身”的复杂黑箱系统。长期以来,国内外一直采用数学模型分离求解,导致只能近似解析而无法实现精确求解,制约了产品综合质量的进一步提升。通过深度挖掘实验数据和热轧工业数据,我国开发出集力能、组织及界面耦合的热轧工业大模型,实现了热轧主流程的全面、精准解析。介绍了我国热轧钢材组织演变和力学性能预测技术的发展历程及最新发展方向,为钢铁行业数字化转型提供借鉴和参考。

微合金钢析出与再结晶行为机器学习模型开发

摘要: 热轧生产过程中道次间的应变诱导析出硬化行为与静态再结晶软化行为的耦合作用对钢材显微组织变化具有决定性影响。此外,对于Nb-Ti 复合微合金钢,其析出行为中组织演变过程异常复杂,会导致以假设和试验数据建立的传统物理冶金模型的计算精度偏低。随着机器学习在钢铁生产过程中的广泛应用,其逐渐被引入到Nb-Ti 微合金钢热变形过程中物理冶金行为的建模上。首先,在收集文献数据的基础上,通过相关性分析筛选出对再结晶和应变诱导析出行为影响权重大的成分和工艺参数作为模型输入变量;在此基础上,引入随机森林(RF)、极限梯度提升(XGBoost)及人工神经网络(ANN)3 种机器学习算法,分别建立了再结晶模型中静态再结晶分数为0.5 时对应的时间(t0.5)、材料参数(n)以及析出模型中析出开始时间(tps)和结束时间(tpf)的计算模型,其中,RF 模型计算的t0.5、n、tps 和tpf 的均方根误差(RMSE)分别为2.25、0.08、49.50、1252.8,优于其他机器学习算法。以700XL 为目标钢种进行双道次压缩试验,发现当变形温度为1 000 ℃时,软化率曲线变化呈现典型的再结晶软化过程;当变形温度为950 和925 ℃ 时,将同时发生微合金元素的应变诱导析出和静态再结晶,二者的耦合作用会导致软化率曲线出现“平台”。试验数据验证表明所建立的机器学习模型在析出的起止时间计算精度上优于传统物理冶金模型,同时计算得出的软化率曲线很好地呈现了再结晶与析出的交互作用规律。

冷连轧过程碎边浪缺陷形成机理及智能综合控制技术

摘要:针对某冷连轧机组在轧制厚度0.6mm以下的薄板时成品带钢边部出现碎边浪,严重时造成断带影响机组连续生产的问题,首先分析了碎边浪的存在形式,并通过大量数据统计得出碎边浪的显著特征,即浪高大、浪距小,并从伸长率方面分析了普通边浪和边部碎边浪形成机理的区别,进一步从轧制规程设定方面分析了碎边浪的形成原因;然后将带钢横向板形控制与纵向板形控制相结合,建立了轧制参数综合优化模型,形成一套以碎边浪控制为目标的轧制规程优化技术,促进机组连续化生产的进行。现场应用结果表明,本文所述研究成果可以很好地对碎边浪缺陷进行控制,有效降低碎边浪的发生程度及发生率,具有很强的实用性。应用后带钢碎边浪缺陷得到明显改善,因碎边浪严重而断带事故的发生率几乎为零,满足机组自动化控制要求,使机组生产更加流畅,从而使生产效率得到明显提升。

材料高通量计算技术在钢铁产品研发中的应用

摘要:材料基因工程中的材料高通量计算技术在钢铁产品研发中发挥着重要作用,可以帮助研究人员更深入地了解材料的性能和行为,如:化学成分设计、相图计算、力学性能预测、微观组织模拟、热力学和动力学分析等,加速新材料的研发进程,提高钢铁产品的性能和质量,为钢铁产业的可持续发展提供了有力支持。在对高通量计算技术基础理论与方法、关键技术、发展现状等方面总结分析的基础上,提出了高通量计算技术在钢铁产品研发中的应用思路。短期来看,高通量计算技术可以缩短研发周期、降低成本;长期来看,还可以实现钢铁产品的按需设计,充实钢铁材料数据库,为后续的材料开发提供方法和依据。

底吹搅拌技术在电弧炉中的应用与发展

摘要:发展电弧炉短流程炼钢是钢铁工业实现“双碳”目标的重要途径。近年来,现代电弧炉技术发展迅速,电弧炉底吹搅拌技术也在不断进步和推广,对电弧炉生产的高效化和节能化作出了重要贡献。针对电弧炉底吹搅拌技术的机理、工艺特点、系统组成、气体种类、底吹元件类型及工艺布置方式进行综述,并对底吹技术的应用情况进行总结分析。模拟计算得出,远离底吹装置的区域,钢液流速明显偏低。结合炉型特点布置底吹装置及优化底吹气量,可改善熔池动力学条件,促进钢液元素传质,实现降低能耗和原材料消耗、提高生产效率的效果。深度开展底吹技术研发,与吹炼、供电、喷粉等工艺技术耦合,并结合新炉型特点制定底吹工艺制度,实现智能化底吹是发展现代电弧炉短流程技术的重要方向。

钢铁材料的表面纳米化

摘要: 表面纳米化技术能通过往复加载使钢铁材料表面发生强烈塑性变形而实现纳米化, 在表面形成纳米微米梯度结构。这种独特的结构既能为研究形变诱发的纳米化机理和宽尺寸范围内结构与性能关系提供理想样品, 又能显著地提高钢铁材料整体的综合性能和服役行为, 因此可望在工业上取得实用。表面纳米化因丰富的学术和应用价值得到国内外广泛关注, 并已成为纳米材料研究的一个重要方向, 因此从制备、结构、性能和化学处理等方面介绍表面纳米化研究工作已取得的进展。

超低温压力容器用钢研究现状

摘要:超低温压力容器用钢是指专门应用于液氮(-196 ℃)及以下温度的钢材,需要在极端低温条件下拥有足够的机械强度和韧性。一般来说,随着温度的降低,钢材的强度和硬度会增加,但同时伴随着脆性断裂风险的显著提升以及塑性变形能力的下降,给其在设计和应用上带来极大的困难和挑战。本研究立足于超低温压力容器在-196 ℃及以下温度下高强韧的需求,针对钢材在超低温下的高韧性和高强度难以兼顾的瓶颈问题,从钢材的分类和研究现状出发,分别介绍了在超低温环境下钢材的性能特点。此外,归纳总结了钢在超低温环境下强韧化的新方法、新工艺和研发进展,重点分析了几种典型超低温用钢的低温韧性机理与强化策略,并对其韧-脆转变机理进行总结,其主要包括马氏体相变、位错运动与孪晶形成等微观机制。综述了化学成分、晶体结构和晶粒尺寸等因素对钢材低温韧性的影响。最后,基于现有研究成果,对超低温压力容器用钢的制备和强化进行了展望。

盾构机滚刀刀具用钢研究现状及进展

摘要:随着国家不断推进现代化进程,大量基础设施建设工程需要使用盾构机来构建隧道,而盾构机最重要的零件之一是盾构刀具,刀具质量的好坏是盾构机工作效率直接影响因素。简要介绍了盾构机滚刀刀具用钢的应用情况及研究现状,重点综述了AISI 4340钢、H13钢、SKD11钢3种合金钢的成分设计,热加工工艺以及一些改性技术的应用,显微组织特征与力学性能等方面的研究进展,指出现在主要滚刀用钢在高强度情况下存在韧性不足、制造成本高等缺点。并表明可以通过添加Ce、Gd、Y等稀土元素,或者经过临界退火使材料具有双相组织,采用离子渗氮等手段来提高盾构机滚刀用钢的性能和使用寿命。

超薄宽幅高品质冷轧板带工业化生产关键技术概述

摘要:分析了超薄宽幅高品质冷轧板带工业化生产中的主要技术难题;从乳化液流量动态优化设定、气雾混合与油水混合轧制润滑系统、板形质量控制以及卷取与开卷工艺等方面简述了宽幅冷轧板带超薄轧制关键工艺技术;从跑偏、瓢曲预报与控制以及炉辊辊型优化等方面简述了超薄宽幅板带连退过程高效稳定通板控制技术;从超薄镀层控制与表征以及镀液与阳极寿命延长等方面简述了超薄宽幅高品质板带超薄镀层关键技术。最后,叙述了该技术成果的现场应用情况,并展望了超薄宽幅高品质冷轧板带的发展前景。