合金元素对高速钢中碳化物的影响研究进展

摘要:随着科技的发展,机械加工对高速刀具的需求进一步提高,传统高速钢生产的短板也逐渐显露出来。由于高速钢中高合金元素含量的特性,传统高速钢生产方式主要以模铸为主,虽然产品质量相对较好, 但是生产效率极慢。连铸可以显著提高高速钢的产量并且更加节能,但连铸生产的高速钢铸坯中心缩孔较大,并且轧制过程中开裂的问题一直无法解决,因此高速钢连铸一直无法正式投入生产。碳化物是影响高速钢性能的一个非常重要的因素,添加合金元素会对高速钢中碳化物尺寸、形貌以及元素组成产生影响,从而改善高速钢性能。合金元素按照作用方式不同可以分为碳化物形成元素以及非碳化物形成元素,这两类元素对碳化物有着不同改性效果,并且作用机理有较大差异。讨论了高速钢中碳化物的主要种类,针对不同种类的合金元素总结了其对高速钢中碳化物的作用以及研究现状,并对未来合金元素在高速钢碳化物改性方面的研究提出了建议。

激光粉末床熔融技术制备双相不锈钢研究进展

摘要: 双相不锈钢(DSS)因其优异的综合性能, 在海洋、化工等领域得到广泛应用。传统方法制造DSS 具有形状受限、成本高、材料利用率较低的缺点, 激光粉末床熔融(LPBF)技术因其高精度和适合制造复杂几何形状的能力而备受关注, 为制备高性能、复杂结构的双相不锈钢提供了新的途径。该方式制备的DSS 微观结构以铁素体为主, 晶粒细小(1~10μm), 通过调整工艺参数和热处理可优化两相比。在力学性能方面表现出高硬度和抗拉强度, 但延展性、疲劳强度和耐摩擦性较低, 可通过合适的热处理工艺进一步改善。其耐腐蚀性与传统双相不锈钢相当, 钝化膜较厚, 但受孔隙和合金元素蒸发的影响较大。未来研究应聚焦于合金设计、工艺优化和数值模拟, 以进一步提升LPBF DSS 的综合性能并推动其在航空航天、石油化工、能源及生物医疗等领域的工业化应用。

高强钢薄板切割变形的机理研究及预控分析

摘要:[目的]为有效控制高强钢薄板的火焰切割精度,研究切割面外失稳变形及面内弯曲变形的产生机理,提出动态辅助加热减小火焰切割变形的工艺方法。[方法]以3mm厚的Q550板材为研究对象,通过火焰切割试验和三坐标测量等方法,观测到高强钢薄板切割件的面外失稳变形和面内弯曲变形;应用大变形理论的热−弹−塑性有限元计算,分析高强钢薄板切割的热力学响应,以及辅助加热对高强钢薄板切割变形的影响。[结果]预测的切割变形趋势和数值,都与实际测量结果高度吻合;在远离割缝区域辅助加热,切割面外失稳变形可降低90%,且面内弯曲变形降低40%以上。[结论]基于切割变形产生的力学机理,可采用不同的辅助加热工艺,提高薄板火焰切割的精度;同时,应用高通量的热-弹-塑性有限元计算,可以得到减小火焰切割变形的优化工艺,指导高强钢薄板的高精度建造。

超高强度(fy>690MPa)钢材钢结构研究进展

摘要: 目前各国(地区)主要钢结构设计规范均未涵盖屈服强度超过690 MPa 的超高强度结构钢材钢结构的设计,限制了超高强度结构钢材钢结构的工程应用。从材料、截面残余应力分布、构件、连接与节点、结构体系等五个层面出发,总结了近年来国内外学者针对超高强度钢材钢结构的研究成果。主要包括:材料的静力拉伸力学性能、循环本构、韧性、抗火性能;截面残余应力分布;轴压构件、受弯构件和压弯构件的力学性能;焊接接头、螺栓接头、梁柱节点的力学性能;钢结构相关设计方法及结构力学性能等。对超高强钢结构的进一步研究工作进行了展望,为超高强钢材的计算方法、设计理论提供借鉴,推动其在工程领域的应用。

轴承钢生产关键技术及发展浅析

摘要: 轴承钢是一类重要的钢铁材料品种,其冶金质量要求极为严格。总结了轴承钢产品的发展现状,介绍了我国轴承钢行业在产品质量控制和高端产品研发方面与国外存在的差距。围绕轴承钢生产过程中的关键技术,梳理分析了国内轴承钢行业在氧含量控制、夹杂物控制、连铸坯组织控制、碳化物控制、热处理工艺等方面的发展现状。氧含量控制要协调转炉高拉碳、脱氧工艺、钢渣精炼、钢包吹氩以及真空脱气精炼等方法。同时,冶炼过程中的钢渣精炼、夹杂物变性、中间包冶金以及电磁搅拌等工艺可有效控制夹杂物。在连铸坯组织控制方面,需协调运用低过热度、电磁搅拌以及凝固末端压下等技术。碳化物则主要通过合适的热处理与控轧控冷工艺进行控制。最后,探讨了国产轴承钢生产技术的一些未来发展趋势。

高牌号硅钢冷轧机的发展与应用

摘要:本文系统总结了高牌号硅钢冷轧机及其工艺润滑系统的最新研究成果及应用。结合高牌号硅钢的材料特性,对比分析不同工作辊辊径和摩擦系数对轧制力的影响、各机型的产品覆盖范围等。结果表明,HYPER UC轧机可满足主要新能源汽车用钢需求,最小成品厚度约0.25mm。单机架二十辊轧机可满足所有主流高牌号硅钢的生产,最小成品厚度约0.15mm。连轧机领域,配合“直喷+循环”的工艺润滑系统,小六辊连轧机可生产成品厚度在0.2mm 以上的部分高牌号取向硅钢。十八辊连轧机由于工作辊辊径更小,道次压下率更大,最小成品厚度可降至约0.17mm,但受限于支撑材料强度和轧辊冷却能力,最大轧制速度低于六辊轧机,机组产量低。

耐候钢—建筑钢材升级的绿色解决方案

摘要:耐候钢作为一种高性能建筑钢材,具有突出的绿色环保属性。通过梳理耐候钢相关文献和试验数据,对耐候钢钢材产品、连接技术、力学性能和应用情况等内容进行总结分析,为耐候钢技术标准的完善提供参考。目前,耐候钢已成功应用于北京冬奥会国家雪车雪橇中心和国家高山滑雪中心等重大工程,展现出优异的工程适用性。未来,耐候钢的应用不应局限于桥梁领域,需结合不同应用环境与功能需求,不断拓展其多元化应用场景,助力建筑行业的绿色转型升级和可持续发展。

工模具钢中碳化物控制

摘要: 本文中归纳了工模具钢中碳化物的析出温度、类型,以及不同种类碳化物的形成机理,并综述了国内外对工模具钢中碳化物控制的研究方法和进展情况,分别介绍了工模具钢中碳化物的多种控制方法,包括添加孕育剂或微合金化元素、调控冷却速率、采用机械/ 电磁搅拌技术、优化热加工与热处理工艺等.通过显微表征技术与计算机模拟技术的结合,深入揭示了碳化物的形成机理;此外,系统阐明了热加工工艺参数对碳化物破碎分解的调控机制,以期为精准控制碳化物形貌特征提供理论依据.

先进核能系统用氧化物弥散强化钢成分设计及制备工艺研究进展

摘要:核能是一种清洁能源,发展具有更高安全性和经济性的第四代核能系统是当下各国的研究热点。传统锆合金已经无法适应第四代核能系统苛刻的服役环境,开发具有优异综合性能的材料成为核能工程应用领域亟待解决的问题。氧化物弥散强化钢(oxide dispersion strengthened,ODS)因具有良好的综合性能被认为是第四代核能系统反应堆包壳的重要候选材料,是核材料领域的研究热点。氧化物弥散强化钢优异的性能源于其合理的成分设计及独特的显微组织,高数密度的弥散氧化物粒子极大地改善了合金的高温力学性能及抗辐照性能。尽管世界各国围绕氧化物弥散强化钢成分设计-性能-制备工艺开展了大量的研究工作,但是在批量生产方面仍然存在挑战,制约了氧化物弥散强化钢的工程应用。本文就国内外氧化物弥散强化钢的显微组织、成分设计及制备技术等研究工作进行总结和分析,对氧化物弥散强化钢在核能领域的应用前景和当下存在的问题进行总结和展望,为核级氧化物弥散强化钢的发展提供参考。

基于机器学习方法的冷轧硅钢磁性能预报模型研究

摘要:冷轧硅钢生产路径长,过程工艺控制复杂,在最终成品退火工序进行离线检测磁性能的生产组织模式,无法满足在中间工序进行过程工艺纠偏来提升产品性能稳定性的质量管控要求。本文利用XGBoost、LightGBM、多层感知机MLP等机器学习算法,通过对比不同算法的优劣,采用XGBoost和LightGBM 算法构建的磁性能预报模型可满足大生产条件下选择性采纳应用的要求,可支持实现各中间工序的生产过程中预报成品磁性能水平,从而达到指导过程工艺调整,并进而稳定最终成品磁性能的目的。