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。

极地钢铁材料的腐蚀与防护面临新挑战

摘要:随着极地的开发和利用,其所需的极地钢铁材料的腐蚀与防护问题越来越受到研究者的关注。本文以传统海洋环境腐蚀分区为参照,对极地特色的腐蚀环境进行了系统的分析,并将其归纳整理为极地大气区、极地冰水磨蚀区、极地海洋全浸区、极地海底泥土区等4个腐蚀区域。在对极地钢铁材料腐蚀与防护的研究进展进行梳理的基础上,从合金化、涂层技术和阴极保护技术3个方面介绍了极地钢铁材料的防护技术,并指出了极地钢铁材料未来研究的方向。

GH4099合金粉末的热等静压成形和薄壁筒体的制造

摘要:分别采用等离子旋转电极雾化法(PREP)和无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出GH4099 洁净预合金粉末,再将其热等静压(HIP)制备GH4099 合金,研究了热等静压温度对其显微组织和拉伸性能的影响。采用优选的热等静压制度1230℃/150 MPa/4 h 进行有限元模拟辅助包套设计,用PREP粉末制造出GH4099 薄壁筒体。结果表明,与EIGA法相比,用PREP法制备的GH4099 粉末球形度更好、表面氧化层更薄,更适合进行热等静压成形。在1165℃~1230℃随着热等静压温度的提高GH4099 合金的孔隙和原始颗粒边界数量显著减少,使其在900℃的拉伸性能提高。用PREP粉末制造的GH4099 薄壁筒体,其关键尺寸与实际薄壁筒体的相对偏差小于5%。

智能化高速双平整、拉矫不锈钢光亮退火机组介绍

摘要:介绍了国内首条集连续光亮退火、双机架平整、拉弯矫直工艺为一体的不锈钢带钢光亮退火机组情况,包括原料带钢规格、工艺流程、高速智能化控制方案,以及主要设备的技术参数;同时,介绍了该机组设计的创新点,其结合了碳钢板带连续退火过程中双平整+拉矫工艺,用以生产200、300、400系高表面质量2D、2B及BA产品。此外,入口活套、出口活套采用共轨道工艺设计,大大降低了投资成本,在提高产品品质的同时降低了产品的生产能耗。

超高强钢构件热冲压成形技术与应用

摘要:热冲压能够显著提升超高强钢板材成形性能、减小变形抗力和回弹,是实现汽车轻量化和关键性能提升的重要途径。近年来超高强钢热冲压技术发展迅猛,市场需求巨大,新型热冲压工艺装备随之成为相关制造领域的研究热点。本文首先从形变规律与本构模型、相变规律与相变模型、损伤断裂行为与判定准则等方面综述了超高强钢构件热力耦合形变-相变机理;其次,对传统热冲压、高强韧等强度热冲压、变强度热冲压等热冲压成形工艺进行了详细阐述和分析。然后,结合热冲压工艺特点和实际生产需求,介绍了伺服压力机、热冲压模具、加热设备及生产线等最新发展;最后,针对双碳战略、人工智能等国内外形势,对超高强钢热冲压产业需求和发展趋势进行了展望。

不锈钢的微生物腐蚀研究进展

摘要:在海洋环境中,微生物种类繁多且分布广泛,在这种环境中使用不锈钢材料时,不可避免地会受到微生物诱导的腐蚀(Microbiologically,MIC)。总结了典型的硫酸盐还原菌(SRB)、硝酸盐还原菌(NRB)以及铁氧化菌(IOB)等几种细菌的腐蚀机制以及它们对不锈钢的腐蚀研究进展。综合评述了不锈钢微生物腐蚀的细胞外电子传递理论、腐蚀性代谢产物理论、浓差电池理论。最后,提出了海洋环境下不锈钢微生物腐蚀的防护措施,旨在为该领域的研究工作提供新的启发和方向。

高性能紧固件用A286高温合金的组织与力学性能

摘要:利用金相显微镜、硬度计及电子万能试验机,研究了固溶及时效处理后高性能紧固件用国产A286高温合金的显微组织、晶粒度、硬度及室温、高温拉伸性能,并与进口A286合金的组织与性能进行了对比。结果表明:不同批次国产A286合金平均晶粒度等级分别为8.5级、9.5级和9.5级,相较进口合金的晶粒度7.7级更细,满足标准要求;不同批次国产A286合金固溶态硬度平均值为186~189HBS,时效后的硬度平均值达到36.4~38.3HRC,高于进口A286合金;随着测试温度的升高,不同批次国产A286合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率逐渐降低,断面收缩率保持在48%~52%之间,拉伸性能优于进口A286合金,有利于保证高性能紧固件产品的质量。

钢材表面氧化铁皮结构演变机理与应用控制技术研究进展

摘要:从氧化铁皮机械除鳞、钢材表面红色氧化铁皮 (红锈)、热轧钢材表面抗腐蚀氧化层、热轧无酸洗钢材表面镀锌及氧化铁皮抗摩擦磨损等方面阐述了氧化铁皮应用控制机理。结合当前市场需求与已有控制技术,指出了未来关于氧化铁皮研究的主要发展方向。

高品质钢铁材料轧制加工新技术研究进展及发展趋势

摘要:近10年来,我国钢铁材料轧制领域在工艺、装备以及流程等方面均取得了显著进步。回顾了我国热轧钢材在线组织性能调控技术、离线热处理技术、铸-轧一体化短流程技术以及轧制过程自动化等技术的研究和应用进展,并指出铸-轧界面高效高质化技术、轧制过程高效均质化技术、铸轧短流程高质化以及轧制加工数字化技术等,是轧制领域重要的发展方向。

吉帕钢冷轧板形及厚度精度控制技术研究

摘要:针对吉帕钢冷轧板形及厚度精度控制的生产难题,设计出一种三次多项式与正弦函数组合的新型辊型,并开发出基于十八辊单机架轧制和冷连轧的目标板形动态设定控制技术,实现了多种超薄规格吉帕钢的稳定冷轧,最高轧制速度达到800m/min;开发出基于性能前馈的吉帕钢冷轧厚度精度控制方案,包括新型AGC性能前馈控制轧制技术以及厚度扩展性能前馈控制轧制技术,成功用于吉帕钢十八辊单机架轧制和冷连轧轧制,带钢头尾厚度偏差在2%以内的控制能力提升达到37%。