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高品质模铸技术数字化发展思考

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。
钢铁 2025年06月23日
高频磁场在材料加工中的应用与最新进展

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。
钢铁 2025年06月20日
钢中过渡金属氮化物结构和物性的第一性原理计算

钢中过渡金属氮化物结构和物性的第一性原理计算

摘要: 钢中过渡金属氮化物(TiN、NbN、TaN、VN)的性质对于深入理解材料的微观结构和性能具有重要意义。采用第一性原理计算方法,深入分析了钢中过渡金属氮化物的晶体结构、力学性能和电子特性,揭示了这些氮化物的稳定性。研究发现,TiN 具有最大的形成焓绝对值,显示出最高的结构稳定性。能带结构分析表明,TiN、NbN、TaN 和VN 均为导体材料,呈现金属导电性质。弹性性能计算揭示了VN 的体积模量为315GPa,显示出较大的不可压缩性。此外,TiN 和VN 的剪切模量为184GPa,表明他们在抵抗剪切形变能力方面优于NbN和TaN。弹性各向异性计算说明TiN 比NbN 的微观结构更均匀,而VN 具有比TaN 更均匀的微观结构。电荷密度分析确认了Ti-N、Nb-N、Ta-N 和V-N 键的共价特性。布局数计算进一步揭示了TiN、NbN、TaN 和VN 中存在离子键和共价键的相互作用。这些结果有助于实现钢中过渡金属氮化物的合理控制,对提升含氮不锈钢性能具有重要意义。
钢铁 2025年05月05日
激光喷丸处理对铁基熔覆层的组织演变和磨损性能的影响

激光喷丸处理对铁基熔覆层的组织演变和磨损性能的影响

摘要：为改善传统激光熔覆制备过程中产生的气孔、微裂纹、残余应力等质量问题，提高熔覆层的力学性能，采用激光喷丸（Laserpeening,LP）后处理铁基熔覆层，对比分析激光喷丸处理前后熔覆层的微观组织演变规律和磨损性能机理。结果发现，经LP处理后，熔覆层中没有发生相变，（110）晶面衍射峰产生了宽化效应，细化了表层的晶粒，改变了表面复杂的残余应力场，获得了均匀分布的残余压应力，显微硬度为激光喷丸处理前的1.3倍，摩擦系数相较于激光喷丸处理前降低了25%，有效的增强了熔覆层的磨损性能。
钢铁 2025年04月17日
冷轧镀锌卷表面细微缺陷检测方法

冷轧镀锌卷表面细微缺陷检测方法

摘要：[目的]一般冷轧镀锌卷表面细微缺陷检测模型难以兼顾高精度和低复杂度。[方法]提出了一种基于钢缺陷数据集(SDD)和 YOLO(即 you only look once)算法的细微缺陷检测模型。该模型通过 3 个关键创新来解决上述问题：在特征提取阶段仅对未被遮挡的有效像素进行运算，在特征表达阶段采用高频低尺度直连技术和 Harr小波变换，在缺陷回归预测阶段使用可变形卷积学习共享卷积核偏置参数。[结果]在自建的 SDD上，该模型达到 94.9%的检测精度和 103 FPS(帧率)的推理速度，模型大小仅13.8 M。[结论]本文为镀锌卷表面细微缺陷检测提供了高效的轻量级解决方案。
钢铁 2025年04月15日
先进钢铁冶炼用轻量化耐火材料的研究进展

先进钢铁冶炼用轻量化耐火材料的研究进展

摘要：耐火材料作为钢铁冶炼用高温窑炉的内衬，对其提高热效率、降低能耗起着至关重要的作用。近年来，先进钢铁冶炼用耐火材料轻量化的研究受到广泛关注。基于此，根据轻量化耐火材料的种类，综述了先进钢铁冶炼用轻量化耐火材料的研究进展，以期指导长寿轻量化耐火材料的设计和开发，促进先进钢铁冶炼用高温窑炉的节能减排。耐火材料的轻量化可通过引人轻量骨料和密度梯度的结构设计实现。轻量化耐火材料具有较低的热导率和体积密度，较好的隔热性能，可直接作为工作层使用。轻量化耐火材料的制备技术、种类及损毁机制尚需深人研究。
钢铁 2025年04月11日
基于机器视/听觉的耐火材料蚀损行为表征评价研究进展

基于机器视/听觉的耐火材料蚀损行为表征评价研究进展

摘要：耐火材料作为冶金和建材等高温工业中不可替代的关键基础材料，在服役过程中不可避免地遭受到热一化一力耦合条件下的化学侵蚀和力学损伤（简称蚀损），造成高温炉衬损毁并影响产品生产质量。传统手段多采用事后冷态分析评价方法，难以直接对高温复杂环境下耐火材料的损毁过程进行原位观测，同时易缺少诸如热一化一力耦合条件下的过程信息从而导致分析结果产生偏差。综述了机器视/听觉技术在耐火材料蚀损行为表征评价中的应用研究进展，表明利用数字图像相关（DigitalImageCorrelation，DIC）和声发射（AcousticEmission，AE)等非接触式技术，通过实时监测耐火材料蚀损的全场应变及声发射信号，能有效表征耐火材料在多因素耦合条件下的材料蚀损演变过程，对准确揭示耐火材料的损毁机制和服役性能评价提供了新途径，旨在为高品质产品熔炼或生产用优质耐火材料开发提供理论支撑。
钢铁 2025年04月07日
钢的氧化行为与氧化铁皮结构演变

钢的氧化行为与氧化铁皮结构演变

摘要：通过对氧化铁皮结构在冷却时的转变以及易除鳞氧化铁皮结构组成的研究成果，对热轧产品氧化铁皮的研究结论进行了总结，主要结论为：纯铁在570℃以上温度的空气中氧化，可以得到典型的 FeO、Fe3O4、Fe2O3三层结构；在700℃以上温度的空气中氧化，三层结构的厚度比例恒定为95：4：1；根据化学成分、气氛条件、气体流动速率、基体组织、试样表面粗糙度、晶粒尺寸、氧化时间、氧化温度的不同，钢铁材料的氧化铁皮呈现出不同的结构和比例。热轧过程中，根据原始氧化铁皮结构和冷却条件的不同，最终产品的氧化铁皮结构同样出现复杂的变化，不同的结构显著影响了后续除鳞。
钢铁 2025年04月03日
耐高温特钢管道在循环载荷下的疲劳行为及其影响因素

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。
钢铁 2025年03月28日