高强钢薄板切割变形的机理研究及预控分析

摘要:[目的]为有效控制高强钢薄板的火焰切割精度,研究切割面外失稳变形及面内弯曲变形的产生机理,提出动态辅助加热减小火焰切割变形的工艺方法。[方法]以3mm厚的Q550板材为研究对象,通过火焰切割试验和三坐标测量等方法,观测到高强钢薄板切割件的面外失稳变形和面内弯曲变形;应用大变形理论的热−弹−塑性有限元计算,分析高强钢薄板切割的热力学响应,以及辅助加热对高强钢薄板切割变形的影响。[结果]预测的切割变形趋势和数值,都与实际测量结果高度吻合;在远离割缝区域辅助加热,切割面外失稳变形可降低90%,且面内弯曲变形降低40%以上。[结论]基于切割变形产生的力学机理,可采用不同的辅助加热工艺,提高薄板火焰切割的精度;同时,应用高通量的热-弹-塑性有限元计算,可以得到减小火焰切割变形的优化工艺,指导高强钢薄板的高精度建造。

3GPa超高强度马氏体时效钢组织性能

摘要:航空航天系统的小型化、轻量化发展趋势对动力轴材料的强塑性提出了更高的要求。为了开发3 GPa级的马氏体时效钢,设计一种高Co、Ni、Mo的马氏体时效钢,其成分为14Ni-15Co-9Mo-0.86Ti-0.35Al-Fe。通过锻比大于10 的高温大塑性变形尽可能细化晶粒,并结合预拉伸变形及深冷+时效的热处理工艺调控,实验钢抗拉强度达到3.076 GPa,断后伸长率5.5%,表现出了优异的强塑性。通过对其显微组织进行分析表征,发现其基体组织为高位错密度的板条马氏体结构,平均晶粒尺寸为0.47μm。透射电镜及3DAP结果表明,基体中分布着大量的Ni3(Mo,Ti),析出相平均直径为6~7nm。析出强化、细晶强化及位错强化是其主要的强化机制,保证了合金超过3 GPa的超高强度,同时极细的亚微米级晶粒保证了材料良好的塑性。

耐候钢—建筑钢材升级的绿色解决方案

摘要:耐候钢作为一种高性能建筑钢材,具有突出的绿色环保属性。通过梳理耐候钢相关文献和试验数据,对耐候钢钢材产品、连接技术、力学性能和应用情况等内容进行总结分析,为耐候钢技术标准的完善提供参考。目前,耐候钢已成功应用于北京冬奥会国家雪车雪橇中心和国家高山滑雪中心等重大工程,展现出优异的工程适用性。未来,耐候钢的应用不应局限于桥梁领域,需结合不同应用环境与功能需求,不断拓展其多元化应用场景,助力建筑行业的绿色转型升级和可持续发展。

电化学还原法制备金属铁研究进展

摘要:CO2 排放量的急剧增长导致全球环境恶化。钢铁行业作为CO2排放大户,CO2排放量占全球总排放量的7%,其中70%来自炼铁过程。目前,作为备受关注和开发的技术,电化学还原具备反应过程易控制、能量效率高等优势,为钢铁行业提供了一种潜在的低碳生产路径。综述了电化学还原法制备金属铁的研究进展,并对影响电化学还原反应的参数进行了讨论。依据电解质性质的不同,铁化合物的电化学还原可分为熔盐体系、酸碱溶液体系及离子液体体系,每种体系各有优缺点。熔盐体系因电解质相容性特性强,可直接以铁矿石为原料,这有利于降低成本,但反应温度较高且电解质易腐蚀设备;碱性溶液体系具有电解条件温和、析氢副反应小等优点,但目前仍处于实验室开发阶段;酸性溶液体系中电解制铁已被商业化应用,相较其他体系下的电解技术更具发展前景,但目前存在的主要问题是高浓度氢离子引发的竞争性析氢副反应会导致电流效率下降;离子液体体系具有离子电导率高、热稳定性好等优点,且含铁化合物组成的电解质可以克服水溶液体系的局限性,但高成本的离子液体限制了其规模化应用前景。最后,针对目前存在的问题以及未来的技术发展方向进行了总结与展望。

钢铁材料新型等离子体渗氮工艺的研究现状

摘要: 传统等离子体渗氮存在着渗氮时间长、渗氮不均匀等问题,因此提高等离子体渗氮效果和渗氮速率是等离子体渗氮技术发展的重点方向。本文综述了活性屏等离子体渗氮的技术原理和近年来的发展特点,梳理了多元离子共渗、表面自纳米化预处理和预氧化3 种催化技术在传统等离子体渗氮过程中的作用机理和目前的发展现状。多种催化技术相结合的传统等离子体渗氮工艺和活性屏等离子体渗氮的催化工艺将是未来等离子体渗氮发展的重要方向。

中国钢研纯氢冶金技术开发与实践应用

摘要:铁前二氧化碳排放量占钢铁工业总排放的70%以上,铁前工序减碳是实现钢铁行业“碳达峰”“碳中和”的关键。概述了现有氢冶金技术的发展现状,描述了中国钢研科技集团有限公司提出的纯氢竖炉还原工艺路线。中国钢研通过对纯氢竖炉还原工艺技术和装备进行开发,建成全球首条纯氢竖炉还原示范线;通过优化各种工艺参数,实现连续通氢运行,取得金属化率97.0%~99.4%的优良效果。开展井室炉、电弧炉和真空感应炉熔分纯氢竖炉无碳海绵铁试验,结果表明,电弧炉熔分冷压球和冷压块熔分周期较短,真空感应炉熔分气体含量明显下降,真空感应炉熔分得到的高纯铁纯度(质量分数)达到99.9%。中国钢研纯氢冶金技术为将来中国实现绿氢冶金二氧化碳低排放或零排放提供了解决方案,可预期未来氢冶金会比碳冶金更具有竞争力。

宝钢0.18mm取向硅钢产品在高能效变压器上的应用

摘要:随着国家能效新标准的实施和国家政策的推动,要求变压器制造企业提高变压器能效等级,也促使取向硅钢生产企业提高产品等级。宝钢目前已形成六大系列-70余个牌号取向硅钢产品系列,可以满足不同客户的使用需求,近年来宝钢开发出0.18mm系列取向硅钢新产品,磁性能优异,目前已经实现批量化生产。本文对宝钢0.18mm取向硅钢产品及应用进行介绍,可为变压器制造厂家选材起到参考作用。

贵州大气环境中耐侯钢在电网应用中的关键技术

摘要:大气腐蚀对电网输变电设备的安全运行的影响显著。目前广泛在电网输变电设备领域使用的钢材的耐大气腐蚀性能和防腐技术难以满足电网建设和长寿命服役要求。首先简述了输变电设备大气腐蚀现状,指明了环境参量中大气成分、大气相对湿度、温度和钢材的化学成分、组织状态对电网设备腐蚀速率和腐蚀机制的影响;结合贵州省大气环境条件,对耐候钢在贵州电网应用中亟需解决的关键问题进行了分析;最后,提出通过现场暴露试验、加速试验和发展在线监测技术,不仅能收集海量的腐蚀数据,实现腐蚀评级并建立完整的大气腐蚀等级图,还可结合大数据处理和机器学习等方法,获得耐候钢在特定大气环境中的腐蚀机制,为耐候钢在电网设备中替代普碳钢和相关设备的安全运行提供技术保障。

面向钢铁工业的大模型技术与应用

摘要: 随着计算机技术的蓬勃发展,AI 及大模型在钢铁工业的应用成为推动产业智能化转型的关键力量。主要针对大模型在钢铁工业的应用展开,首先,总结工业大模型的构建方式及典型应用领域; 其次,阐述钢铁工业的特点,总结钢铁工业大模型的相关技术; 最后,对于大模型的应用场景展开讨论,突出大模型在钢铁生产流程上的典型应用场景,如感知类任务及认知类任务突破。未来钢铁工业有望将大模型深度应用于新产品、新体系开发,以及提供综合决策支持,实现对钢铁企业的能源、原料调度及钢铁全流程监测等应用,推动钢铁工业实现高端化、智能化、绿色化发展,提供数字化发展的新思路。

我国特大直径无缝管加工工艺及设备

摘要: 简述了特大直径无缝管的应用与挑战、生产现状与工艺质量标准。主要论述了我国特大直径无缝管生产工艺及其发展现状, 对比介绍和分析了特大直径无缝管各种加工方式的工艺原理、流程、优缺点, 以及国内企业相关加工设备的配置和产品情况。提出了未来钢管行业的发展方向;材料性能在壁厚方向的均质化, 组织性能的控制, 壁厚均匀性的提高, 超薄壁钢管的精密加工和高合金或特种合金的加工。