考虑冲压成形历史的超高强钢零件失效行为研究

摘要: 以QP1180-EL超高强钢为研究对象, 通过试验方法完成材料硬化、断裂特性测试, 并完成GISSMO 损伤模型参数标定; 针对防撞梁零件开展冲压全流程仿真分析, 根据GISSMO 损伤模型完成成形过程损伤累积计算; 结合防撞梁零件三点弯曲试验, 对比研究了不考虑冲压成形过程; 考虑冲压成形过程厚度减薄及应力、应变且不考虑损伤; 考虑冲压成形过程厚度减薄及应力、应变及损伤3 种条件下零件结构性能的差异性。结果显示, 考虑成形过程中的厚度减薄及应变、应力可以提高结构峰值力预测精度, 考虑冲压损伤可以进一步提高结构失效行为预测精度。

高品质钢铁板带轧制关键装备与技术研究进展

摘要:高品质钢铁板带是航空航天、武器装备、核电能源、轨道交通、石油化工、建筑桥梁等国家重大工程的基础材料,其生产装备与制备技术代表着工业基础水平,是支撑我国经济发展的中流砥柱和维护国防安全的重要保障。面向未来国家经济主战场与战略必争领域,以高品质钢铁板带为对象,对宽厚板轧制、热连轧、冷连轧等具有代表性的生产过程进行关键装备与技术研究进展综述,将国家需求和创新引领作为主线,提出以“极限化、复合化、智能化、绿色化”为导向的技术路线和发展方向,进一步健全创新体系、攻克关键技术、突破关键材料、提高产品质量、促进产业升级和降低能源消耗,以期对钢铁产业绿色可持续发展有所裨益。

等离子体表面技术制备抗菌不锈钢的研究进展

摘要:抗菌不锈钢是一种新型抗菌材料,因抗菌机制和制备方法的不同,其抗菌性能存在较大差异。综述了采用等离子体表面技术,包括离子注入技术、磁控溅射镀膜技术、双层辉光等离子表面冶金技术等制备抗菌不锈钢的研究进展,介绍了抗菌不锈钢的抗菌机制并展望了未来的发展方向。

模具材料发展趋势及表面强化

摘要:阐述了模具在国民经济中的重要性,简介模具材料研发和应用现状,预测发展趋势,重点解析模具表面强化工艺方法,提出了发展模具材料建议,论述了表面强化方法及其选择原则和应用案例,指出振兴民族工业,必须模具先行。

含硫易切削钢的钙处理工艺研究与实践

摘要:含硫易切削钢由于良好的力学性能和切削性能被广泛应用于汽车制造、机械制造、船舶建造等行业。随着近年来基础建设、乘用车和航运领域的发展,含硫易切削钢的产量和质量要求也不断提高。通常采用钙处理的方法来调控钢水中的夹杂物,而含硫钢的含硫特性对冶炼和连铸过程中的钢水洁净度和钢水的可浇性有严重的负面影响,因此,如何制定合理的钙处理工艺对于提高易切削钢的可浇性具有重要意义。系统研究了喂人钙线和硫线的加入时机、时间间隔和钙线加入量等因素对钢水洁净度和水口结瘤的影响规律,分析了含硫易切削钢水口结瘤的主要原因。研究表明,钙处理后钢液中会产生表面为CaS而芯部为Al2O3的夹杂物,这种夹杂物在水口内壁的不断附着沉积是导致水口堵塞的主要原因。在铝质量分数为0.03%的钢水中,当硫质量分数超过0.015%时,易产生高熔点夹杂物而恶化钢水可浇性。对于转炉出钢量为140t的45S含硫易切削钢,将硫线分别在LF和RH后喂人、延长钙线和硫线间的喂入间隔时间至10min以上、减少钙线总喂入量至100m以下均能有效减少钢液中CaS·Al2O3夹杂物数量,并且将45S钢种的连浇炉数提升至15炉以上。研究为优化含硫易切削钢的钙处理工艺提供了理论依据,有助于提高生产效率和产品质量,对推动机械、交通等领域用含硫易切削钢的应用和发展具有重要意义。未来将针对如何控制含硫钢种的夹杂物数量和形态、夹杂物在轧后对钢板质量的影响以及如何减少钙的添加量进行深人研究。

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。