热轧无缝钢管智能工厂建设关键技术与应用

摘要:无缝钢管广泛应用于化工、石油、海洋、地质及军工等各领域,是国防和经济建设的重要基础原材料。长期以来,热轧无缝钢管生产过程中存在无法按支跟踪、关键检测信息缺失、数据资源利用不足等问题,导致在多品种、小批量生产中质量稳定性和一致性提升困难、人员劳动效率低下,迫切需要通过新一代信息技术实现生产技术与产品质量改进。介绍了基于物理逻辑、深度学习与AI标识的热轧无缝钢管逐支跟踪系统、工艺质量智能管控系统和全工序远程智能集控系统等技术开发应用情况,实现了无缝钢管高效集约生产和精益化管控。应用实绩表明:无缝钢管智能工厂的成功实施使得产能提升20%,优化人员比例48%,能介消耗降低7%,质量修磨降级率降低50%,经济和社会效益显著,并为长材智能工厂的建设提供了参考。

超超临界电站汽轮机叶片材料及组织性能控制技术

摘要:综述了超超临界汽轮机叶片钢和合金的研究进展和发展现状。叶片材料按使用环境不同,可分为高温叶片和末级大叶片。高温叶片材料,在役600~620℃超超临界电站选用9%~12%系铁素体耐热钢,630℃以上蒸汽参数铁基材料的热稳定性不足,需选用镍基耐热合金,世界首台630℃示范机组选用了80A叶片合金。700℃以上蒸汽参数镍基叶片合金仍处于研发阶段,世界各国的候选材料均为γ’时效强化型镍基合金,我国已开发出W/Mo复合强化的GY200镍基叶片合金。末级大叶片可分为12%Cr马氏体钢、高Cr沉淀强化型不锈钢、钛合金,新一代末级叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN、B50A789G具有更高的强度韧性匹配,将逐渐替代传统的12%Cr马氏体钢和17-4PH叶片钢,应用于大功率机组。从成分控制、二次重熔、锻造开坯、终锻成型工艺等方面,总结了用量最广的铁素体(马氏体)系叶片钢的成分-组织-性能的关系,以及生产过程的关键控制技术。对叶片钢的发展提出建议与展望,未来10年,对于铁素体(马氏体)系叶片钢,低成本的纯净化冶炼技术、批量化的质量稳定性控制技术是未来主要发展方向,对于700℃镍基叶片合金,国内正在开展材料与产品的设计开发攻关,预计2030年形成技术突破,开发出自主化的叶片合金和产品。

增材制造钢中氧化物形成及其控制的研究进展

摘要:简述了增材制造高性能钢中氧化物的研究概况,包括氧化物的特征和形成,氧化物对熔池的影响,氧化物的破坏和重构机制以及氧化物在熔池中的运动情况,阐述了实现氧化物无害化的设计思路,以期对未来金属增材制造过程中氧化物无害化的研究提供参考。

热轧工艺对超薄规格冷轧IF钢织构及成形性能的影响

摘要:为了研究铁素体轧制和奥氏体轧制两种不同热轧工艺对超薄规格冷轧IF钢组织、织构和成形性能的影响,采用金相显微镜和XRD衍射仪分别观察和检测了两种热轧工艺下热轧、冷轧、退火带钢微观组织和宏观织构,采用EBSD检测了退火带钢的表面微观织构,采用拉伸试验机分别检测了退火带钢沿轧向、45°方向和横向的力学性能。结果表明:相比奥氏体轧制工艺,铁素体轧制工艺下退火带钢γ织构更强,主要织构组元{111}<110>、{111}<112>强度差异更小,相应r值提高0.45,△r值。降低0.10;铁素体轧制工艺下冷轧带钢位错、亚晶界等晶体缺陷密度更大,且形成的α织构更强,退火过程中具备<110>//ND取向的晶粒优先形核,且在生长过程中吞并邻近低取向差的{118}<110>、{557}<110>等其他取向晶粒,从而导致退火板形成更强的{111}织构。

低合金高强度紧固件钢研发现状与发展

摘要:低合金高强度紧固件钢因其优良的力学性能,符合轻量化发展趋势,广泛应用于汽车、高铁、航空、航天、国防等领域。近年来,随着工业技术的不断进步和对材料性能要求的提高,低合金高强度紧固件钢的发展呈现出新的趋势,预计紧固件实际应用强度级别将突破16.8级。首先通过紧固件产品的典型应用,指出紧固件要求具有良好的力学性能、加工性能及热处理性能,针对特定性能和应用环境实施特别评价,确保安全可靠。其次,分析了高强紧固件钢发展历史及趋势,包括高强紧固件、超高强紧固件及非调质高强紧固件等成分,探讨了成分对钢材性能的提升作用。接着,针对高强度紧固件钢关键技术的研究及应用情况进行介绍,重点对高强紧固件钢成分设计、非金属夹杂物控制、抗延迟断裂研究及钢材制造技术,探讨了相关内容对产品性能的影响,为提高紧固件综合性能,降低氢脆敏感性,满足其制造智能化发展,需使钢中w[H]<1×10-6,进一步减小夹杂物尺寸,钢中主元素波动范围控制更精确:w[C]±0. 01%,w[Si]±0. 02%,w[Mn]±0. 02%,w[Mo]±0. 01%,低氢脆敏感贝氏体钢快速发展,同时,随着环保法规的日益严格,绿色制造和可循环利用的理念也逐渐渗透到低合金高强度紧固件钢的生产中,电炉钢冶炼及氢冶金品种占比大幅提升。最后,展望了低合金高强度紧固件钢的未来将朝着高性能、低成本、环保和智能化的方向发展。随着科技的进步和市场需求的变化,低合金高强度紧固件钢将在更广泛的领域中发挥重要作用,为现代工业的发展提供坚实的材料基础。

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。

钢铁材料合金化技术的发展现状及趋势

摘要:钢铁材料合金化技术始于19世纪初法拉第等人对镍、铬等合金元素的系统性探索,历经经验积累、相图理论指导及微合金化等阶段,现已发展为可实现成分精准设计与性能调控的关键技术。当前,该技术正面临着持续合金化使材料成本急剧增加,对材料性能的提升作用逐渐趋于饱和;多数合金资源回收率不足1%,且近乎不可再生,过度依赖合金化可能引发国家资源安全问题;以及高度合金化使材料回收再利用愈发困难,与材料可持续再生循环利用相悖等问题与挑战。微合金化技术通过添加<0.1%Nb、V、Ti等元素可实现“减量增效”;低密度化实现了钢材轻量化与强塑性倒置关系的极限突破,其中,每添加1%的w[Al]可使钢材密度降低约1.4%,高锰钢在汽车领域的应用使得零部件减重15%~20%;混杂与归一化推动“一钢多用”与循环经济深度融合,780 MPa-980 MPa-1180 MPa三个级别汽车零部件产品成分归一化降低了汽车制造的复杂性;素化通过位错等缺陷工程替代贵重合金元素。未来,合金化技术将朝着深度挖掘微合金元素协同效应、解决残余元素无害化调控、结合机器学习加速成分设计等方向演进,以实现“性能极限突破”与“全生命周期低碳化”协同发展,为全球钢铁行业碳中和目标提供技术支撑。

螺纹加工顺序对A286紧固件室温疲劳性能的影响

摘要:采用轴向疲劳试验机、金相显微镜、显微硬度计和扫描电镜等方法,通过对不同螺纹加工顺序的A286合金耐热紧固件进行高频拉-拉疲劳测试,并对疲劳断口和螺纹的金相进行分析。结果表明,在经过720℃-12 h时效后加工螺纹,有利于提高紧固件疲劳性能的稳定性,对疲劳中值强度略有影响,对疲劳断裂方式无影响。时效前加工螺纹,会在紧固件表面形成大量的孪晶,时效过程中强化相会在孪晶界以大尺寸颗粒析出。时效前加工螺纹的紧固件其螺纹根部硬度值波动大,可能是造成疲劳性能波动大的原因。

厚板生产技术的发展、现状及展望

摘要:梳理了我国厚板生产的发展历史,将我国厚板生产发展划分为起步期、蓄势期、发展期、成熟期、优化期5个阶段,从轧机规格、装备水平、产能规模等方面对各阶段特点进行了分析;阐述了热送热装、加热炉、轧机、矫直机等厚板生产关键工艺及装备的技术进步和发展;论述了特殊船舶用钢、海洋工程用钢等厚板典型产品的开发、应用和发展;展望了我国厚板生产及研发的发展方向并提出了建议。

超低温压力容器用钢研究现状

摘要:超低温压力容器用钢是指专门应用于液氮(-196 ℃)及以下温度的钢材,需要在极端低温条件下拥有足够的机械强度和韧性。一般来说,随着温度的降低,钢材的强度和硬度会增加,但同时伴随着脆性断裂风险的显著提升以及塑性变形能力的下降,给其在设计和应用上带来极大的困难和挑战。本研究立足于超低温压力容器在-196 ℃及以下温度下高强韧的需求,针对钢材在超低温下的高韧性和高强度难以兼顾的瓶颈问题,从钢材的分类和研究现状出发,分别介绍了在超低温环境下钢材的性能特点。此外,归纳总结了钢在超低温环境下强韧化的新方法、新工艺和研发进展,重点分析了几种典型超低温用钢的低温韧性机理与强化策略,并对其韧-脆转变机理进行总结,其主要包括马氏体相变、位错运动与孪晶形成等微观机制。综述了化学成分、晶体结构和晶粒尺寸等因素对钢材低温韧性的影响。最后,基于现有研究成果,对超低温压力容器用钢的制备和强化进行了展望。