锌铝镁镀层在加热过程中的组织和耐蚀性

摘要:锌铝镁镀层相对于纯锌镀层具有更好的耐蚀性,结合其特有的划伤自愈、切口保护等特点受到越来越多的钢铁生产企业及下游用户的重视,尤其在材料服役条件较为严苛的环境,客户采用该新型镀层的愿望较为强烈。锌铝镁镀层钢板在使用过程中会遇到热加工和热处理,最常见的是焊接和切割。因此研究锌铝镁镀层在不同温度区间的性能稳定性越来越受到关注。为了探究锌铝镁镀层在温度变化过程中组织和性能的变化,更好地提高镀层耐热性能,研究了不同铝含量的锌铝镁镀层(Zn1A11Mg、Zn55A11Mg)在不同的加温温度(300、500、700℃)进行加热,并随炉保温10min之后镀层内部的组织变化以及对物理和化学性能产出的影响。通过相图计算预测了保温之前镀层的析出相,通过电镜表征热处理后镀层的截面组织和表面组织的形貌,对各个不同的区域进行电镜自带的EDS的成分检测;同时,对镀层中不同相的组成进行了XRD的测试;对不同热处理工艺的试样进行维氏硬度的测试;对试样的耐腐蚀性能用电化学的方法来评估。结果表明,在加热到700℃的时候,Zn1A11Mg和Zn55A11Mg镀层的表面组织和截面组织的形貌都出现了很大的变化,对于Zn1Al1Mg镀层组织明显的分为2层,分别为Zn-Fe层和Fe-Zn层;对于Zn55Al1Mg的镀层组织,产生了从基体生长的柱状富铝相,在钢板和镀层的交界处密集生长;表面组织出现了疏松多孔的组织;电化学的结果显示,2种镀层的耐腐蚀性能都有所下降。维氏硬度的检测表明,2种镀层经过热处理后硬度都得到了提高。

加压电渣重熔装备与工艺技术开发

摘要:加压电渣重熔是目前工业化制备高氮钢和高氮合金最为有效的生产路线,是当今电渣冶金领域的研究热点和前沿技术。介绍了加压电渣重熔成套设备、工艺技术发展和主要产品特点。对当前加压电渣炉装备中氮化合金加料系统和水-气动态平衡系统等核心部件进行综述;针对加压电渣重熔生产中的工艺难点,阐述了氮化合金增氮和气相增氮技术的机理和方法、新型高效发热精炼重熔渣系开发及元素精准控制等新工艺技术发展。近年来,随着国内新建的系列国产化中试规模加压电渣炉的应用和系列高氮钢产品的成功研制,我国在加压电渣重熔成套装备的自主研制和工艺技术开发上取得的较大突破,并逐步向国际先进水平迈进。同时,深入开展工业级加压电渣重熔成套装备的自主研制和工艺技术研发,保障我国航空、航天和军工等领域高端高品质特殊钢和特种合金等急需的关键材料制备,是我国发展现代电渣冶金技术的重要方向。

高氮奥氏体不锈钢的研究进展及展望

摘要:高氮奥氏体不锈钢强韧性高,耐磨耐蚀性强,同时,具有非铁磁性及良好的生物相容性。在海洋工程、能源化工、国防航空、生物医疗等诸多领域获得了广泛的关注。然而,其在制备过程中仍面临增氮水平控制不精确、高氮钢液凝固过程氮气易析出形成气孔,以及热加工过程中粗大氮化物析出等一系列问题与技术挑战,在一定程度上限制了其大规模发展与应用。本文系统性地阐述了高氮奥氏体不锈钢的发展现状、制备工艺及强化机理。首先,综述了高氮奥氏体不锈钢的国内外发展历史和研究现状;其次,对高氮奥氏体不锈钢的生产制备工艺进行了总结,概括了熔铸法制备工艺,如大熔池法、加压感应熔炼、加压钢包吹洗、加压电渣重熔以及加压等离子弧熔炼,并对其优缺点进行对比分析;此外,针对高氮奥氏体不锈钢粉末冶金制备工艺进行概述,包括机械合金化法、氮气雾化法、等离子旋转电极雾化法以及固态粉末渗氮法,并围绕粉末热等静压、放电等离子烧结、注射成型、热压烧结、冷压成型以及增材制造等成型工艺进行了总结。最后,探讨了氮在奥氏体不锈钢固溶强化、细晶强化、应变硬化、沉淀强化等强化机制方面的作用机理,并针对当前高氮奥氏体不锈钢在发展过程中存在的主要问题进行了探讨及展望。

高频磁场在材料加工中的应用与最新进展

摘要:材料电磁加工向高频技术方向发展,高频磁场在材料加工过程中发挥着重要作用。传统高频磁场技术相较于工频电磁加工技术可以对导电材料产生更显著的热效应和电磁力,通过无接触的工作方式,广泛应用于感应淬火、感应焊接、感应热弯成型、感应熔覆以及电磁悬浮熔炼等金属材料的制造和加工中,具有高效率、高可控性、低能耗的优势。近年来发展出的高频磁场作用于低电导率液体中的新应用,突破了传统电磁技术在处理低导电材料时的限制。由独特排布的双相电感线圈产生的高频行波磁场可以对电导率为1~100S/m低导电液体产生厘米每秒量级的驱动效果,可以强化工业中液态钢渣等低导电液体的三传过程,有望应用于热态钢渣提铁技术,提高钢渣铁资源的回收率。结合传统高频技术和高频行波磁场技术的特点和应用,高频磁场技术在材料加工领域的未来发展需通过线圈结构设计以及频率控制实现复杂的加工过程,并将可应用的材料拓展到低导电介质领域。

轧制理论与应用研究的新进展

摘要:近40年来,轧制技术出现了翻天覆地的变化,这也带动和促进了轧制理论从经典到现代的蜕变,同时电子计算机在这种蜕变中发挥了至关重要的作用。首先,伴随着有限元解析算法的出现和快速发展、计算机存储与处理等能力的不断增强,一批商业化软件逐渐增加了求解轧制问题的功能,轧钢理论工作者逐渐掌握了ANSYS、MARC、ABAQUS等大型商业软件用法;近年来晶体塑性有限元的出现和发展,把对成形过程数值模拟的触角又推进到微观领域。其次,人工智能在轧制理论领域的应用,启发人们把目光从对轧制理论深层规律无止境的探索转向实实在在发生了的事情,从数据、模型、因果关系中挖掘出规律性,帮助人们间接地把握轧制过程的本质特征。还有,经典轧制理论的研究也没有停下脚步,传统的Karman方程遇到变厚度轧制这一新问题,升级为新的表现形式;甚至作为轧制过程运动学基石的秒流量相等原则在变厚度轧制中也受到撼动。可以看到:中国几代轧钢工作者经过40多年的学习、积累、赶超,现在已经进入到轧制理论发展的前沿,中国学者有能力、有信心肩负起用轧制理论来指导轧制实践发展的责任。

锌铝镁镀层钢板的研究进展

摘要:介绍了近年来锌铝镁镀层钢板的发展情况,综述了其镀层结构特点及性能的研究进展,探讨了锌铝镁镀层钢板的应用前景。锌铝镁镀层钢板具有相似的镀层结构,其表面具有纳米特征。锌铝镁镀层钢板的耐蚀性是镀锌钢板的4倍,且具有自愈性,优良的耐膜下腐蚀性、成形性和焊接性能,是一种新型长寿命、能源资源节约型钢铁材料。

耐高温特钢管道在循环载荷下的疲劳行为及其影响因素

摘要:本研究全面分析了循环载荷对耐高温特种钢管道疲劳行为的影响。关键发现包括:应力幅、平均应力和载荷频率是决定管道疲劳寿命的主要因素;高温环境会显著降低材料的疲劳抗力;载荷历史亦对疲劳行为产生重要影响。为提升管道性能,研究建议采用先进材料技术、优化设计,调整载荷条件,并考虑极端工作条件。这些结论不仅为耐高温特种钢管道的设计、应用和维护提供了科学指导,也为未来材料技术的发展指明了方向。通过深入理解循环载荷对管道疲劳行为的影响,能够有效预防管道故障,为材料科学领域提供了新的研究视角和实验数据。

取向硅钢生产技术发展

摘要: 介绍了取向硅钢生产技术发展历程及特点,重点阐述了渗氮法取向硅钢生产技术控制原理,诠释了锋锐的Goss{110}织构选择生成、定向遗传、择优长大的择优环境是抑制剂近恒量,本质是先天抑制剂AlN 近恒量、后天渗氮形成的AlN 近恒量,结合Goss 织构的定向遗传完成了二次再结晶。

镍基变形高温合金裂纹形成及控制研究进展

摘要:随着高性能航空发动机对材料要求的不断提高,新型镍基变形高温合金的合金化程度和γ'相质量分数也在不断增加。这就导致了合金的熔炼难度逐渐提高。高合金化的新型镍基变形高温合金一般通过真空感应熔炼(VIM)+保护气氛电渣重熔(PESR)+真空电弧重熔(VAR)三联工艺来生产。受合金化程度的影响,合金在熔炼过程中易产生液固相间的溶质分凝和元素偏析,电极和铸锭在热应力与相变应力的综合作用下极易发生开裂,造成后续重熔过程电弧波动,从而对铸锭质量造成不利影响。电极裂纹问题是高温合金凝固过程中产生的一种复杂冶金缺陷,也是长期困扰我国高合金化难变形高温合金锭型扩大的共性技术难题。基于此,综述了近年来作者团队和国内外研究组在变形镍基高温合金熔炼过程中裂纹的形成机制、裂纹的影响因素及裂纹控制方面的研究进展,并对沉淀强化型镍基变形高温合金的未来发展方向进行了展望。

高品质模铸技术数字化发展思考

摘要:模铸技术作为制造业生产中的关键环节,其产品质量和生产效率对制造业发展起着至关重要的作用。目前,传统模铸技术存在精度控制难度大、生产过程不稳定和资源浪费严重等问题。传感器技术、数据分析、人工智能等数字化技术的出现,为解决上述难题带来了新的契机。基于此,阐述了智能化设备与控制系统的集成、大数据与人工智能的应用以及互联网等技术在冶金行业的应用趋势。介绍了数值模拟技术在模铸和轧制领域的应用,并详细探讨了模铸知识数据平台、离线复现系统、在线控制系统和模铸工业大数据平台在模铸生产中的可应用性,展现了模铸数字化虚拟现实平台的构建意义和作用。模铸技术的数字化转型对于提高生产效率、产品质量,降低成本和风险,推动行业可持续发展具有重要意义。