先进钢铁冶炼用轻量化耐火材料的研究进展

摘要:耐火材料作为钢铁冶炼用高温窑炉的内衬,对其提高热效率、降低能耗起着至关重要的作用。近年来,先进钢铁冶炼用耐火材料轻量化的研究受到广泛关注。基于此,根据轻量化耐火材料的种类,综述了先进钢铁冶炼用轻量化耐火材料的研究进展,以期指导长寿轻量化耐火材料的设计和开发,促进先进钢铁冶炼用高温窑炉的节能减排。耐火材料的轻量化可通过引人轻量骨料和密度梯度的结构设计实现。轻量化耐火材料具有较低的热导率和体积密度,较好的隔热性能,可直接作为工作层使用。轻量化耐火材料的制备技术、种类及损毁机制尚需深人研究。

6.0mm 2060MPa级桥梁缆索镀锌铝钢丝用盘条的研制

摘要:本文对影响高强度桥梁缆索镀锌钢丝扭转性能的关键因素进行了分析,研究认为从原材料角度盘条表面质量、大型脆性夹杂物等影响扭转变形应力传递的异相以及微观组织的不均匀性是影响后续镀锌钢丝扭转性能的主要因素。后续钢丝拉拔过程可通过合理的模具设计与道次压缩率分配减少拉拔损伤,改善钢丝扭转性能。基于扭转分层的机理进行了成分设计,通过夹杂物控制、表面缺陷控制以及后续盘条的韧化处理开发了6.0mm 2060MPa级桥梁缆索镀锌铝钢丝用盘条。

锌铝镁镀层在加热过程中的组织和耐蚀性

摘要:锌铝镁镀层相对于纯锌镀层具有更好的耐蚀性,结合其特有的划伤自愈、切口保护等特点受到越来越多的钢铁生产企业及下游用户的重视,尤其在材料服役条件较为严苛的环境,客户采用该新型镀层的愿望较为强烈。锌铝镁镀层钢板在使用过程中会遇到热加工和热处理,最常见的是焊接和切割。因此研究锌铝镁镀层在不同温度区间的性能稳定性越来越受到关注。为了探究锌铝镁镀层在温度变化过程中组织和性能的变化,更好地提高镀层耐热性能,研究了不同铝含量的锌铝镁镀层(Zn1A11Mg、Zn55A11Mg)在不同的加温温度(300、500、700℃)进行加热,并随炉保温10min之后镀层内部的组织变化以及对物理和化学性能产出的影响。通过相图计算预测了保温之前镀层的析出相,通过电镜表征热处理后镀层的截面组织和表面组织的形貌,对各个不同的区域进行电镜自带的EDS的成分检测;同时,对镀层中不同相的组成进行了XRD的测试;对不同热处理工艺的试样进行维氏硬度的测试;对试样的耐腐蚀性能用电化学的方法来评估。结果表明,在加热到700℃的时候,Zn1A11Mg和Zn55A11Mg镀层的表面组织和截面组织的形貌都出现了很大的变化,对于Zn1Al1Mg镀层组织明显的分为2层,分别为Zn-Fe层和Fe-Zn层;对于Zn55Al1Mg的镀层组织,产生了从基体生长的柱状富铝相,在钢板和镀层的交界处密集生长;表面组织出现了疏松多孔的组织;电化学的结果显示,2种镀层的耐腐蚀性能都有所下降。维氏硬度的检测表明,2种镀层经过热处理后硬度都得到了提高。

南极大气环境下Q460和Q690低合金钢的腐蚀行为

摘要:基于室外暴露实验,通过腐蚀速率测试、腐蚀形貌分析以及腐蚀产物分析等方法,研究了Q460和Q690低合金钢在南极大气环境下暴露1个月和12个月的腐蚀行为。结果表明,南极低温环境冰层、雪层覆盖下电化学腐蚀过程依然可以发生。暴露初期,冰雪冻-融环境导致液膜长周期存在促进了腐蚀的进行并且加速了局部腐蚀,Q460和Q690钢的腐蚀速率分别为29.7和77.0μm/a。暴露12个月后,腐蚀速率分别降低至10.7和18.7μm/a,腐蚀产物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、β-FeOOH和Fe3O4/γ-Fe2O3组成。由于Cl-的存在,Q460钢和Q690 钢的锈层产生了较多的β-FeOOH和裂纹。长周期暴露时,金属表面被冰雪所覆盖,冰层以及锈层对溶解氧及侵蚀性离子的阻挡使得腐蚀的发生受到了抑制,并且局部腐蚀向均匀腐蚀演变。

钢中界面科学研究进展(Ⅰ)

摘要:钢中界面包括晶界、相界等,在结构和化学组成上与体相均有明显的差异,在能量上也具有特殊性,对钢的相变机理、服役性能等具有十分重要的影响。近年来,有关材料分析和测试手段得到快速发展,结合第一性原理和有限元模拟等技术和方法,人们对钢中界面科学问题有了进一步深入的认识,也使得这方面的研究内容更加丰富多彩,取得了众多成果。综述了钢中的微观固-固界面调控的国内外研究动态,界面类型涵盖单相钢中的晶界和多相钢中的相界。简要概述了钢中各种界面的形成机理,探讨了不同界面类型的能量差异、取向差异以及应力分布等;重点关注了界面数量调控、界面结构调控和界面偏聚调控,探讨了热处理工艺、变形方式和成型方式等界面调控手段对最终界面结构形成和化学成分偏聚的影响,介绍了先进技术手段在表征界面结构和界面成分偏聚上的应用;同时对界面与位错之间的相互作用模型及其对不连续屈服和加工硬化的影响也进行了简述。最后从界面调控方式、计算机模拟、技术表征手段等方面对界面的未来发展趋势进行了预测。

先进高强度QP/QPT钢的研究现状及展望

摘要:QP/QPT工艺旨在通过淬火配分工艺来提高超高强度钢的塑性和强度。该工艺的关键是获得较高残余奥氏体体积分数的马奥两相组织,并通过弥散碳化物进一步提高强度和塑性。本文主要介绍了QP/QPT工艺的特点、获得高强塑积的原理和方法、合金元素的作用,并讨论了氢脆的产生和提高抗氢脆能力的机理,旨在获得高强塑积并为其工业化应用提供参考。

含铜抗菌不锈钢的应用研究现状

摘要:含铜(Cu)抗菌不锈钢是一类结构/功能一体化金属新材料,目前已经具备稳定的工业规模生产能力。为应对日常生活、医疗领域和海洋工程装备领域所遇到的细菌微生物污染问题,已经开发出适用于相应领域的多种含Cu抗菌不锈钢新材料。为了探索新阶段含Cu抗菌不锈钢的研发方向,综合介绍了含Cu抗菌不锈钢关键性能的研究进展及在多领域的应用现状,并分析了时代发展给该领域所带来的新的问题与挑战。

制造业工艺发展趋势及特殊钢棒材生产新工艺

摘要: 随着制造行业发展和环保要求的加强,锻造工艺向着节能化、精密化、轻量化、数字化、智能化等方向发展。为了满足锻造工艺的发展要求,对特殊钢棒材加工工艺进行了系统地研究,从钢的均匀性控制、纯净度控制、车削性控制、表面质量控制、热轧态组织控制、表面脱碳控制、氧化铁皮控制、尺寸精度控制及平直度控制方面制定相应的工艺措施,改善了特殊钢棒材的组织均匀性、尺寸精度、脱碳层深度、氧化铁皮厚度等关键性质量指标。

模具钢增材制造及其性能的研究进展

摘要:随形冷却模具一般具有复杂的异形流道,能够大大提高冷却效率和产品的表面质量,但是其加工难度非常大。增材制造是一种通过逐层累加实现构件成形的技术,其优势是能实现材料的内部复杂结构。粉末的制备是增材制造的基础也是关键步骤,粉末质量的高低一定程度上决定了增材件的好坏,常见的模具钢粉末制备方法有气雾化法和等离子旋转电极雾化法。增材制造时材料将会经历快速熔化和快速凝固的过程,同时还要经受层间热循环的作用,其组织和微观结构严重偏离平衡凝固时的组织和结构。模具钢增材体的抗拉强度和屈服强度一般高于铸造态母材、低于轧制态或固溶时效态母材,其塑性一般难以达到使用要求。从粉末制备和典型模具钢增材工艺、组织和性能进行综述,以期给增材制造模具钢的深入研究提供借鉴。

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.