超高强度结构钢的研究及发展

摘要:超高强度结构钢是一种具有1200MPa以上屈服强度以及良好的断裂韧性和延性的钢,被广泛应用于航空、航天、舰船、海洋工程、工程机械等高端制造领域。同时保持超高强度、高塑性和高韧性是超高强度结构钢研究领域中的关键难题。本文归纳总结了典型低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢的发展历程和研究进展,重点介绍了超高强度结构钢的强韧化和延性机制。超高强度结构钢的超高强度是通过高密度位错马氏体基体中析出大量纳米级碳化物、金属间化合物或富Cu相而获得; 优异的断裂韧性是通过马氏体板条、区块和亚稳态奥氏体的多相多尺度层状微观结构设计来实现; 而高塑性的关键是在高密度可移动位错基体中引入亚稳态奥氏体形变诱导塑性(TRIP) 效应。高密度位错马氏体基体、多相多尺度结构和亚稳态奥氏体TRIP 效应的研究进展有望突破超高强度结构钢的强度、塑性、韧性三者不可兼得的瓶颈。

双相不锈钢热等静压粉末冶金成形技术研究进展

摘要:热等静压技术可用于粉末冶金制造高性能零部件,近年来广泛应用于铸件致密化、扩散连接和近净成形领域。热等静压粉末冶金(HIP-PM)作为一种绿色高效,工序简单,性能可控的构件制备技术,未来将在航空航天、核电工程、电子信息、轨道交通等众多工业领域广泛应用。从双相不锈钢(Duplex StainlessSteel, DSS)粉末制备、制品微观组织和力学性能、腐蚀性能等方面介绍了双相不锈钢HIP-PM技术研究进展,并总结了该技术应用领域及发展趋势。

超塑性材料现状及新型超塑性低中碳合金钢研发

摘要:在分析超塑性金属材料现状及发展趋势的基础上,对低中碳钢、高碳钢和双相不锈钢、奥氏体钢等钢铁材料的超塑性研究进行了归纳分析,提出了低成本量大面广低中碳合金钢将成为超塑性材料研发的一个重要方向。研究结果表明,通过科学合金化设计、精细组织调控和初步超塑性行为研究,可以获得在10-2/s应变速率和750~850℃下具有1 000%超塑性的低成本超塑性低中碳合金钢。这种优异超塑性性能主要归因于形成超细晶组织的合金化设计与组织调控。该研究成果打破传统低中碳钢不具有超塑性的局面,实现了可工业化超塑性能的低中碳合金钢创新发展,将推动超塑性钢材在航空航天和交通运输等领域的广泛应用。

高品质特殊钢关键生产技术

摘要:介绍了21世纪国际上以轴承钢为代表的特殊钢发展新趋势,分析了国内外轴承钢产品质量的差距和问题,重点介绍了近几年国内在转炉高碳脱磷低氧钢冶炼、降低还原势的炉外精炼工艺、大型夹杂物来源与控制、超低钛钢冶炼和大方坯连铸凝固末端凸辊压下等高品质特殊钢冶炼技术的发展状况和研究成果。

我国油气埋弧焊管技术与产品发展及展望

摘要:回顾了我国油气管道用埋弧焊管工艺装备发展历史,介绍了螺旋埋弧焊、直缝埋弧焊管生产工艺、装备发展进步情况。围绕油气管道代表性工程,介绍了近40年来我国油气输送埋弧焊管国产化及工程应用方面取得的技术进步,以及在新产品研发储备方面的工作。结合当前我国油气管道高质量发展需求、新能源及数智技术发展趋势,就油气输送埋弧焊管技术及产品发展趋势进行了探讨及展望。

Fe-6.5%Si钢极薄带的试制

摘要:为了研究Fe-6.5%Si钢极薄带的制备工艺,并获得良好的产品磁性能,以薄带铸轧试验机制备的6.5%Si钢铸带为原料,分别采用一次温轧法、二次温轧法和基于应变诱导无序(DID)原理的高硅钢室温冷轧3种工艺制备出厚度为0.1mm的Fe-6.5%Si钢。分析结果显示,一次温轧法退火后以高强度γ织构为主,由于压下率达到90%,形变储能高,晶粒尺寸最大,铁损最低,同时磁感也最低;二次温轧的退火板除了γ织构外,还有较强的η织构,故其磁感值高于一次温轧法,该方法得到的6.5%Si钢薄带综合磁性能最优,但生产成本高,效率低;基于DID原理,对6.5%Si钢热轧板在温度为300~450℃、压下率为45%~65%的条件下进行温轧,实现了6.5%Si钢软化,随后可将6.5%Si钢室温冷轧至0.1mm,此时温轧板和冷轧板内部有序相消失,基体变成无序态;室温冷轧板退火后晶粒更细,铁损略有升高。此外,室温冷轧可促进{111}形变晶粒在冷轧剪切带中形核形成有利织构,因此磁感值得到更大提升;采用DID原理进行室温冷轧,效率较高,后续可通过优化退火工艺使其进一步降低铁损,该方法为薄带铸轧工艺批量生产磁性能优异的6.5%Si钢极薄带提供技术参考。

增材制造高强钢的研究进展及应用

摘要:高强钢具有高的强度及韧性,在航空航天等领域具有重要地位。大型关键重载构件存在锻造难度大、对热加工要求高等问题,限制了其进一步发展和应用。增材制造技术可以实现金属构件的高性能精确快速成形,为高强度钢的制造提供了一条新途径。本文介绍了增材制造高强度钢的成形特性,综述了增材制造高强度钢的组织演变规律和力学性能特征。研究表明,工艺参数对增材制造高强度钢的致密度、熔覆层宽度和高度均影响较大,进而影响成形件内部质量。热累积会使层间组织变粗大,同时使不同部位的组织发生不同的固态相变,使高强钢的组织更加复杂;热处理可以显著提高增材制造高强度钢的综合力学性能;最后对高强度钢增材制造过程中需要进一步深入研究的问题进行了探讨和展望。

我国无取向电工钢技术的进步与发展

摘要:改革开放以来,我国无取向电工钢技术进步为钢铁、电工行业发展及国民经济增长做出了重要贡献。从无取向电工钢生产的全流程进行分析,结合生产技术、装备升级,系统阐述了冶炼、热轧、冷轧、热处理、涂层等关键工序的生产工艺进步;从织构控制、磁性能提升、硅钢强化技术等角度,深入分析了支撑生产工艺进步的相关材料学技术机理;围绕“高效、高端、绿色、智能”的发展目标,描绘了无取向硅钢的技术发展趋势。我国无取向电工钢已形成技术创新—产品进步—技术机理研究互相支撑的良好发展格局,预期未来我国无取向电工钢的技术水平和产品实物质量将继续呈现引领全球的发展态势。

耐高温特钢管道在循环载荷下的疲劳行为及其影响因素

摘要:本研究全面分析了循环载荷对耐高温特种钢管道疲劳行为的影响。关键发现包括:应力幅、平均应力和载荷频率是决定管道疲劳寿命的主要因素;高温环境会显著降低材料的疲劳抗力;载荷历史亦对疲劳行为产生重要影响。为提升管道性能,研究建议采用先进材料技术、优化设计,调整载荷条件,并考虑极端工作条件。这些结论不仅为耐高温特种钢管道的设计、应用和维护提供了科学指导,也为未来材料技术的发展指明了方向。通过深入理解循环载荷对管道疲劳行为的影响,能够有效预防管道故障,为材料科学领域提供了新的研究视角和实验数据。

新能源汽车电工钢二十辊轧机轧制工艺技术研发

摘要: 针对电工钢的材料属性和二十辊轧机的设备特性,研发了二十辊轧机在线监测工艺技术及其板厚与板形控制技术。断带预警系统、巡边测厚系统和精确准停控制系统等在线监测工艺技术为电工钢产品整体品质的提升提供了硬件基础,极大降低了边裂和断带风险,并显著提升了成材率。综合运用预控AGC、监控AGC 和秒流量AGC的板厚控制技术与控制策略和核心算法更先进的板形控制技术,不仅为电工钢规模化生产提供了软件保障,而且对其板形和板厚等核心技术指标完成了有效控制。通过软硬件的协同作用,本轧制工艺技术使带材精度和同板差得到有效控制,厚度精度达±1μm,板形精度达5I。电工钢的成材率和生产效率得以提升,而且其磁性增强、铁损降低,满足了新能源汽车的需求。