激光熔覆铁基合金涂层的研究进展

摘要:激光熔覆技术作为一种先进的材料表面改性技术,具有加工效率高、涂层稀释率低且与基体结合强度高、自动化程度高、环境友好等优点。在各类熔覆材料中,铁基合金在成分上与钢铁材料最为接近,且其成本相对较低,近年来在设备零部件表面强化和再制造领域得到广泛应用。结合国内外最新相关研究成果,从材料体系、工艺参数、外场辅助技术等方面对激光熔覆铁基合金涂层的研究进展进行了综述。总结了熔覆材料的选材依据以及铁基自熔性合金粉末、不锈钢粉末、铁基非晶合金粉末、铁基复合粉末等各类材料的特点和应用。系统讨论了激光功率、扫描速度、光斑直径、送粉速率等工艺参数对铁基涂层成形质量和微观组织及性能的影响机制,并介绍了工艺参数优化在高质量熔覆层制备中的应用。同时,论述了超声振动、电磁场、温度场等外场辅助技术在激光熔覆铁基合金涂层中的应用,阐明了外加能场对激光熔覆过程中熔池及凝固组织的作用机理。最后对激光熔覆铁基合金涂层未来的发展方向进行了展望。

钢铁表面制备金刚石薄膜研究进展

摘要:在钢铁表面沉积金刚石薄膜可以提高其耐腐蚀性、生物相容性、硬度、耐磨性,延长使用寿命,由涂覆有金刚石薄膜的钢铁制成的产品在机械和医疗器械行业中存在广阔的应用前景。然而,在钢铁表面直接沉积金刚石薄膜存在铁(或钴、镍)催石墨化、应力大和易脱落的问题。针对这些问题,人们进行了30多年的探索与研究,在工艺和过渡层方面积累了很多经验。文章综述了直接在钢铁表面沉积金刚石薄膜和以过渡层在钢铁表面沉积金刚石薄膜的研究现状,并对未来的研究方向做了展望。

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。