钢铁表面有机涂层的耐蚀与摩擦性能的研究进展

摘要:钢铁材料由于其优异的力学性能广泛应用于各个领域,然而钢铁的腐蚀失效一直是人们困扰的问题。有机涂层因其优异的结合力、简单的制备工艺和出色的长期防腐性能常用于钢铁表面的腐蚀防护。有机涂层中材料种类、填料取向、改性方法等对涂层腐蚀性能和摩擦性能都有一定的影响。综述了近年来钢铁表面有机涂层耐蚀与摩擦性能的研究进展。首先从物理阻隔、牺牲阳极的阴极保护、自修复技术和超疏水技术4 种提高有机涂层耐蚀性的方法入手,阐述了各种方法的基本原理,探讨了4种方法所制备的用于钢铁表面防护的有机涂层的防腐性能,并对目前各种方法所制备的有机涂层存在的问题以及改善措施进行了分析。接着主要从掺杂填料的角度,探究了不同填料对钢铁表面有机涂层摩擦性能的影响,提出了润滑相/增强相协同作用、软硬协同作用和自润滑微胶囊3 种提高有机涂层摩擦性能的策略。最后总结了目前钢铁表面有机涂层面临的一些挑战,并对钢铁表面有机涂层的发展方向进行了展望。

高速钢耐磨材料研究进展

摘要:本文介绍了国内外高速钢耐磨材料研究进展,主要综述了高速钢耐磨材料的发展简史、合金成分、制备工艺、热处理工艺、计算科学、力学性能及工程应用,系统总结了高速钢耐磨材料的研究特点,从合金成分、微观组织及力学性能方面加以阐述。秉持成分是基础、组织是关键、工艺是手段和性能是目的的观点,为高速钢耐磨材料的研究及开发提供实质性价值。此外,计算科学的应用范围不断扩大,金属耐磨材料研究将趋于多样化,是一种不可或缺的研究性手段。最后,根据高速钢耐磨材料研究技术所要面临的问题和挑战,展望了五个研究方向,以促进高速钢耐磨材料产业技术创新发展。

高氮不锈钢粉末的制备及成形技术研究进展

摘要:高氮不锈钢凭借其卓越的综合性能,在海洋工程、生物医疗等诸多领域具有重要应用价值。随着材料制备技术的发展,粉末冶金与金属增材制造等先进工艺在实现高氮不锈钢的结构-功能一体化高效控氮制备方面表现出独特优势。然而,粉末原料质量与成形工艺之间的协同优化仍面临显著挑战,尤其是高质量粉末原料的可控制备成为关键环节。本文系统梳理了高氮不锈钢粉末制备的研究进展,对比分析了固态粉末氮化、气雾化与等离子旋转电极雾化等技术的控氮机制与工艺特点,深入探讨了粉末注射成形、热等静压及增材制造等工艺对材料性能的影响,在此基础上,针对当前技术瓶颈,提出了高氮不锈钢粉末在成分设计、工艺优化与性能调控等方面的未来研究方向,为推进该材料在高端制造领域的应用提供参考。

板带热连轧高精度非对称控制技术的研发及应用

摘要:在板带热连轧智能工厂的建设中,轧钢车间的“无人驾驶”理念深受推崇,而基于先进检测与智能控制技术的智能装备系统,是轧钢主流程远程、少人无人化集控的基础和前提。通过安装粗轧轧件镰刀弯、翘扣头及精轧轧件跑偏智能装备系统,对板带热连轧运行过程中的非对称因素进行高精度追踪和实时智能化管控,实现了对轧件侧弯、楔形、跑偏等非对称因素的粗精轧协同控制,助力板带热轧智能工厂的建设。其中,粗轧轧件运行非对称测控系统包括粗轧轧件镰刀弯测控系统和翘扣头测控系统;精轧轧件运行非对称测控系统包括精轧机架间轧件跑偏在线检测和自动控制系统。应用实绩表明:基于智能装备的板带热连轧轧件运行非对称测控系统在减员、产量提升、成材率提升、节能降耗等方面效果明显,为板带热轧智能工厂的稳定、高效、高质量运行奠定坚实基础。

桥梁缆索用钢丝锌铝镁合金镀层的开发进展

摘要: 热镀锌铝镁镀层以Zn、Al、Mg三元合金为主,具有比纯锌和锌铝镀层更优的耐腐蚀性能。目前桥梁主缆热镀锌钢丝耐腐蚀寿命不足20年,从性能和性价比角度看,锌铝镁合金镀层是解决桥梁缆索钢丝耐腐蚀寿命不足的最佳方案。锌铝镁合金镀层钢丝性能优于市场上现有的纯锌和锌铝镀层产品。

钢铁耐磨材料研究进展

摘要:本文介绍了钢铁耐磨材料的发展历史,重点综述了高锰钢、高铬铸铁、高钒高速钢3类典型耐磨材料的成分、显微组织、磨损性能、抗磨机理和改性技术。以高锰钢为代表的耐磨钢依靠高强韧性的基体抵抗磨损,而以高铬铸铁和高钒高速钢为代表的耐磨合金主要依靠高硬度的耐磨相抵抗磨损,高钒高速钢比高铬铸铁具有更优良的耐磨性,与VC硬度高、形态好的特性有关。提出了高性能耐磨材料应具备3个要素:高强韧基体,高硬度多尺度协同作用的优质耐磨相,耐磨相与基体良好结合。

冷拔与时效对10.9级紧固件非调质钢的影响

摘要:非调质钢具有性能优良、节能、制造成本低、生产周期短,并有利于环境保护等突出优点,因此非调质钢被誉为“绿色钢材”。铁素体-珠光体型非调质钢是使用量最大、应用范围最广的非调质钢,但随着紧固件用钢对强塑性和安全系数要求的日益提高,目前缺乏对10.9级紧固件用非调质钢强塑性的系统研究。采用SEM、EBSD、XRD、TEM、硬度和拉伸测试等手段,研究了变形量和时效处理对一种低碳Nb-V系铁素体-珠光体型冷作强化非调质钢(MFT9)组织结构和力学性能的影响。结果表明,相较于热轧态,随着减面率增大,经拉拔后的钢屈服强度升高了245~400MPa,抗拉强度升高了125~280MPa,硬度升高了24HV~67HV,屈强比先增大后下降,由0.71增加到0.94后下降到0.91塑性有所降低。经50%减面率冷变形后,位错密度增加,由5.104X1014cm-2升高到1.140×101°cm-²,而经时效处理后位错密度相较于冷拔态无明显变化。热轧态下晶粒取向主要为

机器学习在炼钢工业的深度应用:机遇与挑战

摘要:随着人工智能的快速发展,机器学习算法在炼钢工业中的应用成为研究热点。本文系统探讨智能模型在短流程炼钢过程复杂工业场景的深度应用挑战与机遇,重点分析其在电炉、精炼和连铸等核心环节的应用现状。结合钢铁流程的典型场景,阐述机器学习在工艺优化、异常诊断与自主决策等方面的思考。针对炼钢环境下的实时性、可靠性需求,提出机器学习在智能制造体系中的研究方向,包括多模态感知、因果推理与数字孪生等前沿技术。最后,探讨机器学习在短流程炼钢工业深度应用面临的挑战、潜在的解决方案和未来应用展望。

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。

可用于生锈基材的自修复防腐涂料

摘要:目的制备具有自修复功能、可用于海洋环境中腐蚀金属部件的涂料。方法采用原位聚合法制备了以桐油为囊芯、脲醛树脂为囊壁的微胶囊,并将其添加于带锈防锈涂料中,然后将涂料涂覆在生锈的马口铁上。利用扫描电镜、能量色散谱仪、傅里叶变换红外光谱、扫描开尔文探针、热重分析和电化学阻抗谱等测试手段,对微胶囊和涂层的形貌、自修复性能和防腐性能进行表征。结果桐油被脲醛树脂包裹,制备出的微胶囊形貌良好,微胶囊的平均粒径为(47.37±9.41) μm,微胶囊对桐油的包覆效果良好,囊芯(桐油)的质量分数高达81.57%。含有20%(质量分数)微胶囊的涂层具有良好的自修复性能和耐腐蚀性,被划伤的涂层能够在24 h 内完全自修复,通过对涂层的扫描电子观测和扫描开尔文探针可确认划痕区域是涂层自修复实现的,并且涂层能够长时间抵抗腐蚀。结论微胶囊可显著延长涂层的使用寿命,这种自修复技术有望在防腐涂料系统中得到应用,而且该涂料可直接应用于生锈的金属表面,降低了在复杂应用环境中涂覆金属部件的成本。