高氮钢连接技术研究进展

摘要:高氮钢具有高强度、高韧性、耐磨损和耐腐蚀等独特优势,相关连接件已广泛用于医疗仪器和采矿器械等领域。主要对近年来国内外有关高氮钢钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、激光焊与激光复合焊、搅拌摩擦焊和钎焊技术研究报道进行详细综述. 根据熔焊、固焊、钎焊3大分类,从保护气体、热输入、工艺参数等方面系统评述现有各类高氮钢焊接方法与工艺调控,并介绍了医疗器械、石油钻铤、装甲防护领域国内高氮钢材料的应用现状,最后指出现有高氮钢连接体系研究中存在的不足及展望,期望对高氮钢焊接、高强材料功能性连接等相关领域研究和应用提供参考信息和理论依据。创新点:(1) 系统梳理了高氮钢连接技术的研究现状,对比分析了高氮钢焊接技术的重要报道。(2) 指出现有高氮钢连接技术研究不足,对相关领域功能性连接具有理论指导意义。

42CrMo钢的动态力学行为及高应变率效应的本构模型

摘要:为研究42CrMo钢的冲击动态力学性能及本构模型, 进行了冲击动态压缩实验和金相观察. 材料表现出强烈的应变率依赖性, 同时还得到不同应变率下力学性能差异的主要原因在于冲击动态载荷下的绝热剪切行为. 采用热激活理论, 分别考虑热应力和非热应力来解释变形机理, 得到了应变率效应的描述. 基于此, 本文提出含高应变率效应的动态本构模型, 通过绝热剪切准则来确定失稳的起始点, 并与模型进行耦合. 该模型能很好地描述42CrMo钢的准静态和冲击动态力学行为, 特别是应变硬化效应和应变率效应.

超超临界汽轮机转子用耐热钢研究进展

摘要:简述了汽轮机转子用铁素体耐热钢的发展历程。总结了对超超临界汽轮机转子用耐热钢的性能要求。根据欧洲COST 项目中汽轮机转子用耐热钢研究的进展,介绍了620 ℃等级超超临界高、中压转子用FB2 耐热钢的研发和应用。论述了超超临界低压转子用超纯净30Cr2Ni4MoV 钢在国内外的研究和发展状况。展望了我国700 ℃超超临界转子用材料的研发。

我国管线钢生产技术的进步

摘要:随着我国能源需求的持续增长,管线钢作为油气管道建设的核心材料,其生产技术得到了快速发展。对我国管线钢生产技术的进步进行了总结,回顾并梳理了我国管线钢生产的发展历程,从早期的低钢级产品到如今的高性能、高钢级管线钢,展示了我国管线钢在生产技术方面的突破。重点介绍了当前管线钢生产中的关键技术,包括化学成分设计、轧制工艺、微观组织调控等方面的创新。此外,深入探讨了管线钢在耐腐蚀、高强度、耐低温等性能方面的产品特点与生产控制技术的研究进展。同时,指出新能源发展中氢气与二氧化碳储运、新型石油天然气管及装备、数字化与人工智能技术的应用是未来管线钢生产技术的研发重点。

基于深度学习的超低碳钢显微组织特征强化与精细化分析

摘要:超低碳钢显微组织为铁素体,在制样过程中极易出现划痕和晶界腐蚀不清晰的现象,严重影响金相组织分析。同时,显微组织特征的分析结果严重依赖于专家经验,受主观因素影响较大且效率低。为了高效获得超低碳钢显微组织特征信息,基于超低碳钢金相图像数据集,采用归一化、自适应阈值法处理图像,增强图像对比度;融合自注意力机制(Self-Attention,SA)和循环回归生成对抗神经网络(CycleGan),开发基于CycleGan+SA 的晶界增强算法;建立超低碳钢显微组织特征强化模型,实现了显微组织图像的自动处理与晶界信息的特征强化。在此基础上,采用分水岭分割算法对晶界强化后的显微组织图像进行精细化分析。结果表明,CycleGan+SA 算法可以有效去除原始金相图像中的划痕并补全晶界模糊区域,实现超低碳钢晶界特征强化。相比原始的CycleGan 算法,引入注意力机制后,CycleGan+SA 算法可以实现更清晰的晶粒分割,图像识别精确度P 值由97.43% 提升至98.75%,综合评价指标F 值由97.49% 提升至98.73%。在显微组织精细化分析方面,通过与常用分析软件对比,超低碳钢显微组织特征强化模型与Image J 软件测定的晶粒尺寸平均误差为1. 2 个晶粒,与Image Pro Plus 软件测定的晶界比例误差为0.008 个百分点,模型与软件统计结果吻合较好,具备一定的应用前景。

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。