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碳含量对普碳钢与微合金钢热变形行为的影响机制：争议、进展与展望

碳含量对普碳钢与微合金钢热变形行为的影响机制：争议、进展与展望

摘要：在钢铁材料的热加工过程中，碳作为关键合金元素，对其热变形行为及组织演变具有重要影响。碳含量不仅能显著调控流变应力水平，还深刻影响动态再结晶（dynamic recrystallization，DRX）与动态回复（dynamic recovery，DRV）等软化过程的动力学行为，进而决定最终材料的微观组织和性能。然而，碳对不同类型钢种（尤其是普碳钢与微合金钢）热变形机制的具体作用规律仍存在诸多争议，亟待系统梳理与深入解析。本文系统综述了碳含量对普碳钢和微合金钢热变形行为影响的研究进展，从宏观力学响应和微观机制2 个层面展开分析。宏观层面，重点探讨了碳对应力-应变曲线特征、热变形激活能及应变速率敏感性的影响规律；微观层面，深入阐述了碳对动态再结晶形核与长大、动态回复过程的调控机制，以及碳通过改变层错能、扩散行为和析出动力学对变形机制的影响。基于现有研究，指出当前该领域研究在碳影响机制的定量描述、多因素耦合效应及宏微观关联等方面仍存在不足。展望未来，应加强碳含量与热变形工艺的协同调控研究，发展多尺度模拟与原位试验相结合的方法，建立“成分-工艺-组织-性能”的定量预测模型，为高性能钢铁材料热加工技术的创新提供理论支撑。
钢铁 2026年10月23日
CVC工作辊热辊型演变机理及其对板形的影响

CVC工作辊热辊型演变机理及其对板形的影响

摘要：CVC技术是20世纪80年代出现的先进的板形控制技术，该技术通过轧机工作辊轴向横移获得所需辊缝凸度，从而控制出口带钢板形。热轧过程中CVC工作辊的热辊型变化对辊缝凸度影响显著，精确预报工作辊的热辊型对提高带钢板形控制精度和减小轧辊磨损有着重要的意义。以某厂1780mm带钢热连轧生产线为研究对象，运用大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分别建立第4机架的工作辊三维热凸度有限元仿真模型和三维有限元轧制仿真模型。分析不同轧制时间、轧制速度、轧制间隙时间等轧制工艺对热辊型的影响。将不同轧制工艺下得到的热辊型代人到轧制仿真模型中，分析不同轧制工艺下的热辊型对带钢板形的影响。轧制初期工作辊热辊型发生明显变化，工作辊热凸度增加，带钢凸度降低，4000s后工作辊热辊型达到稳定状态，带钢凸度不再变化；轧制速度对热辊型影响较小，在热凸度稳定后对板形影响较小；工作辊随着轧制间歇时间的增加，冷却时间增加，热膨胀量减小，导致带钢凸度增加；随着带钢宽度的增大，工作辊边部吸收热量增加，工作辊热辊型边部发生明显变化，带钢凸度增大。仿真结果表明，轧制时间、轧制间隙时间、带钢宽度对板形影响较大，轧制速度影响较小，研究成果能为现场轧辊原始辊型曲线设计和板形控制提供参考。
钢铁 2025年03月21日
基于机器学习的除鳞辊表面涂镀层磨损预测研究

基于机器学习的除鳞辊表面涂镀层磨损预测研究

摘要：为提高冶金关键部件除鳞辊表面涂镀层磨损预测的准确性，提升高压水除鳞的效率，深入研究了机器学习在除鳞辊表面涂镀层磨损预测中的应用，分别介绍了多元线性回归磨损预测模型、X G Boost磨损预测模型以及随机森林磨损预测模型常用算法的原理以及结构。利用生产数据建立数据集对除鳞辊表面涂镀层磨损进行预测，并将预测结果和实测结果进行纵向比较，将三种算法的预测结果进行横向比较。结果表明，误差范围在±0.0010 mm和±0.0015mm时，随机森林磨损预测模型预测的命中率最高，分别为90.4%和95.9%；四项性能指标中，该模型的决定分数数值最大，均方根误差、均方误差和平均绝对误差三项指标数值最小，随机森林磨损预测模型最适用于实际生产，可以给冶金关键部件除鳞辊的形性退化和再造赋能机制的设定提供较高的参考价值。
钢铁 2026年08月21日
我国特种冶金产品、技术和装备的最新进展与展望

我国特种冶金产品、技术和装备的最新进展与展望

摘要：航空航天、能源、石油化工、船舶、轨道交通、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域的高端装备产业发展强劲，对特殊钢和特种合金材料的质量和性能提出了更高的要求，需求量激增。因此，最近十几年我国特种冶金行业得到了快速的发展。首先，分析和总结了我国上述高端装备制造用超高强度钢、高温合金、耐蚀合金、耐热钢、特种不锈钢、高性能轴承钢、工模具钢以及精密合金等的新需求。其次，分析了传统特种冶金流程和几种特冶新流程的发展现状与趋势，重点强调了与转炉/电弧炉炼钢流程相结合可以为电渣重熔和真空电弧重熔提供高洁净的自耗电极，也可以为真空感应炉提供纯净原材料，用连铸坯作为自耗电极的抽锭式电渣重熔后接轧制工艺的电渣短流程可以显著提升生产效率和降低生产成本。同时，也简要介绍了高氮不锈钢冶炼的双联工艺和工模具钢的粉末冶金和喷射成形工艺流程。再次，分析和总结了我国特种冶金产业发展现状，以及新技术和新装备的进展情况。最后，对未来十年我国特种冶金的技术发展提出了建议和展望。
钢铁 2024年11月22日
高温加热取向硅钢板坯抗氧化及防护涂层技术进展

高温加热取向硅钢板坯抗氧化及防护涂层技术进展

摘要:取向硅钢是高效能变压器的关键软磁材料,然而其板坯在高温再加热过程中面临严重的氧化烧损与脱碳问题,严重影响成品质量与生产效率。针对此现象,高温抗氧化防护涂层技术已成为保障取向硅钢生产与性能的核心手段之一。聚焦于防护涂层技术,系统评述了高温加热取向硅钢板坯抗氧化涂层的最新研究进展,首先阐述了取向硅钢独特的高温氧化行为及其对防护涂层的特殊要求(如高温稳定性、抗熔渣侵蚀性及优良剥离性),进而深入剖析了各类防护涂层的核心组分(高熔点陶瓷、低熔点玻璃相、功能添加剂)及其防护机制,重点探讨了涂层在高温下的多层结构演变与物理化学协同防护作用。最后,展望了未来高性能、环境友好、智能化取向硅钢防护涂层的发展方向,包括新材料体系探索、绿色制备工艺及多功能集成,旨在为提升取向硅钢产业的可持续发展水平提供理论参考与技术支撑。
钢铁 2026年03月03日
高钢级管道焊缝材料应力应变本构关系确定方法

高钢级管道焊缝材料应力应变本构关系确定方法

摘要:高钢级管道环焊缝作为油气管道关键薄弱环节一直受到工程界与科研界的关注,它作为一种典型的焊接结构具有明显的非均质性,这会导致环焊缝材料轴向力学性能无法准确测试,严重影响管道环焊缝安全评价的准确性。基于MATLAB-PYTHON-ABAQUS联合仿真提出了一种高钢级管道焊缝区材料应力应变本构关系优化反演方法。开展了4组不同缺口尺寸的单轴拉伸试验,得到了各试样的载荷位移曲线;利用贝叶斯正则化反向传播(BRBP)神经网络与灰狼优化算法(GWO)得到了焊缝区材料真实应力应变本构关系,并通过试验数据充分验证了本构关系的准确性,结果表明相对误差小于1%。所提出的反演思路同样适用于均质金属材料大应变范围应力应变曲线的测定。该反演方法的提出可为高钢级管道环焊缝安全评价提供准确的应力应变本构关系及强度匹配关系,进一步保障了油气管道的安全运行。
钢铁 2024年09月30日
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

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.
钢铁 2025年01月17日
棒线材连铸-直接轧制工艺关键技术研究

棒线材连铸-直接轧制工艺关键技术研究

摘要:为了满足我国钢铁行业转型升级对绿色、可持续发展的需求,需解决棒线材生产中能源损耗严重的问题。深入研究了棒线材连铸-直接轧制工艺的关键技术。该工艺是一种适用于普通棒线材生产的新型工艺,通过充分利用连铸坯冶金热能,可完全取消铸坯加热工序,从而实现节能减排、减少烧损的目的。从生产能力匹配、温度匹配、节奏匹配和生产管理4个方面研究和分析了棒线材连铸-直接轧制工艺的关键技术,推导了生产能力匹配和节奏匹配的数学表达式,研究了连铸至轧钢全过程铸坯温度的变化规律,并给出了连铸-直接轧制工艺一体化生产制度和典型工艺平面布置方案。研究结果表明:棒线材连铸-直接轧制是一种绿色、环保、低成本、高效益、高效率的生产方式,具有较好的经济效益和广阔的应用前景。
钢铁 2025年12月13日
低合金高强度钢低屈强比调控研究进展

低合金高强度钢低屈强比调控研究进展

摘要：低合金高强度钢以其优异的综合性能和成本优势等被广泛应用于建筑桥梁、油气输送管线、船舶及海洋平台等领域。屈强比是低合金高强度钢开发应用过程中的关键指标。首先，概述了铁素体钢、珠光体钢、马氏体钢等单相组织钢及含铁素体／奥氏体复相组织钢不同强度水平下的屈强比；不同显微组织钢的屈服强度较高时，屈强比也较高，钢中铁素体或奥氏体相的引入有利于其屈强比的降低。随后，讨论了高强度低屈强比钢多相显微组织设计及轧制与热处理工艺控制研究现状。最后，介绍了机器学习和人工智能辅助研究低合金高强度钢力学性能的进展。实现低屈强比、高韧性及高塑性的优异匹配是低合金高强度钢的重要发展趋势，构建多相、亚稳、多尺度及多形态的显微组织为高强韧、低屈强比钢的开发提供了有效手段，物理冶金学与数据科学融合正成为实现该类钢种显微组织设计的关键路径。
钢铁 2026年10月26日