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管线钢氢脆的研究进展

中国冶金 2024年

作者：刘祎董福涛齐程伟代鑫胡宝佳田亚强陈连生华北理工大学现代冶金技术教育部重点实验室

氢能是一种绿色低碳二次能源，提高氢能的利用率可以促进节能减排，减少环境污染。现阶段高效率的输氢方式主要为管道运输，管线钢的氢脆影响着运输安全，如何提高管线钢抗氢脆能力一直受到广泛关注，但目前没有合适的理论可以完整解释... 详细信息

氢能是一种绿色低碳二次能源，提高氢能的利用率可以促进节能减排，减少环境污染。现阶段高效率的输氢方式主要为管道运输，管线钢的氢脆影响着运输安全，如何提高管线钢抗氢脆能力一直受到广泛关注，但目前没有合适的理论可以完整解释氢脆现象。从管线钢的发展和氢脆机理等方面分析了不同等级管线钢的综合性能和发展趋势，主要介绍了氢压力理论、氢增强局部塑性理论（HELP）和氢致弱键理论（HEDE）3种氢脆机理。从合金元素、微观组织、加工工艺、氢浓度和氢环境的角度探讨了影响管线钢氢脆的因素。最后结合现阶段研究现状，分析了管线钢发展中的重点难点，为抗氢脆管线钢的开发与应用提供参考，同时展望了管线钢未来需要关注的研究方向。

关键词：管线钢氢脆氢陷阱合金元素微观组织

热轧工艺对Fe-30Mn-9Al-1C-3Cu低密度钢组织性能的影响

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中国冶金 2024年第6期34卷 74-82页

作者：齐程伟董福涛代鑫胡宝佳田亚强陈连生华北理工大学现代冶金技术教育部重点实验室河北唐山063210

随着高端设备对轻量化和高性能的需求,钢铁材料的轻量化及高强韧性研发成为热点。新型的Fe-Mn-Al-C低密度钢具有密度低、强塑性高和冲击韧性良好等优异性能,在能源、运输产业和极端环境结构等领域具有广阔的应用前景。借助OM、SEM、拉... 详细信息

随着高端设备对轻量化和高性能的需求,钢铁材料的轻量化及高强韧性研发成为热点。新型的Fe-Mn-Al-C低密度钢具有密度低、强塑性高和冲击韧性良好等优异性能,在能源、运输产业和极端环境结构等领域具有广阔的应用前景。借助OM、SEM、拉伸和冲击试验等检测手段研究了热轧工艺对Fe-30Mn-9Al-1C-3Cu低密度钢的组织、强塑性和冲击韧性的影响。研究发现,试验钢热轧后组织为单相奥氏体,晶粒内部有大量退火孪晶;由于具有较高的层错能,试验钢的塑性变形方式主要以产生位错滑移带为主,通过微带、滑移带等结构产生动态Hall-Petch效应,从而实现动态细晶强化,提高材料的强塑性。高温终轧和单道次大压下的热轧工艺获得的大尺寸晶粒组织更有利于提升奥氏体低密度钢的强塑性和低温冲击韧性。随着冲击温度的降低,冲击韧性明显下降,断口形貌发生韧窝→浅韧窝→浅韧窝+沿晶断裂+穿晶解理断裂的转变。通过试验丰富了Fe-Mn-Al系低密度钢力学性能及组织变化的研究成果,并有助于掌握低密度钢性能控制的工艺参数关键点。

关键词：低密度钢热轧工艺力学性能冲击韧性断口形貌

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螺纹升角对螺旋波纹管液压成形性能的影响

塑性工程学报 2024年第2期31卷 24-30页

作者：徐勇贺腾飞张士宏陈连生田亚强黄新越王晟诚李百炼华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心辽宁沈阳110016 沈阳多元机电设备有限公司辽宁沈阳110000 宁波帕沃尔精密液压机械有限公司浙江宁波315000

为了深入探究螺旋波纹管在液压成形工艺中的变形行为,以304不锈钢圆管为研究对象,采用有限元模拟方法分析了不同螺纹升角下管坯的液压成形过程,研究了不同螺纹升角对螺旋波纹管螺纹段胀形高度、减薄率以及波高均匀度的影响。结果表明,... 详细信息

为了深入探究螺旋波纹管在液压成形工艺中的变形行为,以304不锈钢圆管为研究对象,采用有限元模拟方法分析了不同螺纹升角下管坯的液压成形过程,研究了不同螺纹升角对螺旋波纹管螺纹段胀形高度、减薄率以及波高均匀度的影响。结果表明,在相同内压力下,随着螺纹升角的增大,螺纹段胀形高度和最大减薄率显著降低,同时波高均匀度上升,但是壁厚增厚率变化不明显。最后以螺纹升角15°为例开展了螺旋波纹管液压成形实验验证。结果表明,内压力与补料量匹配不恰当主要会导致中心破裂和两端起皱两种缺陷。当液压成形工艺参数为:整形压力140 MPa,补料量15 mm,推头轴向进给速度1.5 mm·s^(-1),获得了成形质量优异的螺旋波纹管零件,实验结果与有限元模拟结果基本吻合。

关键词：螺旋波纹管液压成形有限元模拟螺纹升角成形性能

铜合金化对Fe-18Mn-0.6C TWIP钢低温韧性的影响

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钢铁 2024年第5期59卷 145-152页

作者：齐程伟董福涛张文文代鑫田亚强陈连生陈俊华北理工大学现代冶金技术教育部重点实验室河北唐山063210 东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

TWIP(twinning induced plasticity)具有高强塑性、高抗冲击韧性和高低温性能等优点。目前市场应用较多的是以Fe-18Mn-0.6C为基的TWIP钢。高性能TWIP钢的工业化生产和推广可实现中国钢铁产业品种规格齐全化和推广高附加值钢铁材料。通... 详细信息

TWIP(twinning induced plasticity)具有高强塑性、高抗冲击韧性和高低温性能等优点。目前市场应用较多的是以Fe-18Mn-0.6C为基的TWIP钢。高性能TWIP钢的工业化生产和推广可实现中国钢铁产业品种规格齐全化和推广高附加值钢铁材料。通过一定的合金化设计进一步提升其低温/超低温强韧性,可成为能源储存及运输用钢的有效替代钢材。在Fe-18Mn-0.6C TWIP钢中加入了不同含量的Cu合金元素,通过拉伸试验和室温到低温/超低温冲击试验,结合OM、XRD、SEM和EBSD等表征,研究了Cu合金对热轧TWIP钢微观组织和力学性能的影响,特别针对Cu合金化对低温/超低温冲击韧性的提升作用。结果表明,试验采用的热轧TWIP钢为单一奥氏体组织,Cu合金对TWIP钢有明显的晶粒细化效果,同时又增加了晶界取向差的均匀性。未添加Cu的TWIP钢因其平均晶粒尺寸更大,表现出更高的应变强化效果,强塑性更高。Cu合金对TWIP钢冲击韧性的提升较为明显。随着Cu合金元素含量的增加,TWIP钢的冲击功逐渐增大;室温下含2.9%Cu(质量分数)的TWIP钢冲击功达到375 J。随冲击温度的降低,不含Cu的TWIP钢冲击韧性下降明显;而含Cu的TWIP钢在-180℃的超低温下冲击功仍然保持在200 J以上。这与Cu的合金化增加SFE、减少低温下SFE的下降、抑制ε-马氏体相变和提高低温下固溶强化效果有关。TWIP钢即使在低温下仍然可以保持韧性断裂特征,仅有不含Cu的TWIP钢在-180℃的超低温冲击后局部出现了少量脆性断裂形貌。

关键词： TWIP钢 Cu合金力学性能冲击韧性断口形貌

组织性能不均匀性导致65Mn钢冷轧断带机理分析

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金属热处理 2024年第6期49卷 287-294页

作者：田亚强么志强年保国张晓磊宋进英张明山陈连生华北理工大学教育部现代冶金技术重点实验室河钢材料技术研究院承德钒钛新材料有限公司

针对65Mn钢热轧板在第一道次冷轧时出现断带问题，采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸以及硬度测试等手段，对缺陷板的组织及性能进行分析。结果表明，65Mn钢断带板晶粒尺寸粗大，沿横向分布不均，边部至1/2处晶粒度由6.0级降到4.... 详细信息

针对65Mn钢热轧板在第一道次冷轧时出现断带问题，采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸以及硬度测试等手段，对缺陷板的组织及性能进行分析。结果表明，65Mn钢断带板晶粒尺寸粗大，沿横向分布不均，边部至1/2处晶粒度由6.0级降到4.5级，原始奥氏体晶粒度由5.5级降为4.0级；珠光体片层间距由759.0 nm增加到1128.0 nm,珠光体球团尺寸由26.1μm增加到31.3μm;力学性能横向分布也不均匀，边部至1/2处的屈服强度由541 MPa降为529 MPa,抗拉强度由669 MPa降为651 MPa,伸长率由9.6%提高到11.7%,硬度由65.0 HRB降到62.2 HRB。65Mn钢断带板由于组织及晶粒不均匀，在受到外应力时，变形不协调，最终导致断带缺陷的发生。经优化热轧工艺处理后，65Mn钢冷轧开裂、断带等塑韧性缺陷发生率降至0.15%以下。

关键词： 65Mn钢断带晶粒度珠光体变形不协调

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热轧薄规格带钢板凸度纵向分布特征的研究

热加工工艺 2024年第7期53卷 103-108,112页

作者：蒲实孔超王小巩鲁剑龙李红斌周景鑫田亚强陈连生华北理工大学教育部现代冶金技术重点实验室河北唐山063210 河钢股份有限公司承德分公司板带事业部河北承德067102

为了控制某1780 mm热轧生产线薄带钢板凸度的纵向分布,通过分析现场轧制过程工艺及板凸度数据,对影响因素进行了定量分析。结果表明:随着带钢厚度的减小,带钢板凸度纵向差值越大,其带钢长度方向上F7机架出口温度、速度和F1机架轧制压力... 详细信息

为了控制某1780 mm热轧生产线薄带钢板凸度的纵向分布,通过分析现场轧制过程工艺及板凸度数据,对影响因素进行了定量分析。结果表明:随着带钢厚度的减小,带钢板凸度纵向差值越大,其带钢长度方向上F7机架出口温度、速度和F1机架轧制压力和弯辊力差值越大。随着带钢宽度的减小,板凸度纵向衰减量逐渐增大,带钢中后部的板凸度逐渐低于目标值的下限。随精轧F7机架出口速度、温度的升高以及F1机架轧制压力和弯辊力的降低,板凸度发生衰减,且上述轧制参数波动值越大衰减特征越明显、衰减量越大。

关键词：薄规格热轧带钢板凸度纵向分布轧制温度轧制速度轧制压力

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牛环形泰勒虫病的流行特点及防治措施分析

江西农业 2024年第2期 85-87页

作者：刘剑陈连生李细林郑建新孙振宇抚州市东乡区农业科学技术研究中心江西东乡331800 新干县桃溪乡人民政府江西新干331300 余干县农业农村局江西余干335100

环形泰勒虫病是一种人畜共患寄生虫病,人类和牛都可以感染该病。人类主要通过食用被感染的且未煮熟的牛肉感染该病,牛则主要通过摄入被感染的食物或水源患病。以该病为研究对象,围绕其流行特点、鉴别诊断和防治措施展开讨论,指出要想降... 详细信息

环形泰勒虫病是一种人畜共患寄生虫病,人类和牛都可以感染该病。人类主要通过食用被感染的且未煮熟的牛肉感染该病,牛则主要通过摄入被感染的食物或水源患病。以该病为研究对象,围绕其流行特点、鉴别诊断和防治措施展开讨论,指出要想降低牛患病的概率,关键要从环境、饮食、卫生、养殖方式等角度出发,根据实际情况采取恰当的手段及措施。

关键词：环形泰勒虫病流行特点预防手段治疗方案

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汽车大梁钢成型开裂的研究现状

四川冶金 2024年第3期46卷 7-11页

作者：孙红智单庆林张源任树洋田亚强郭晓雨郑小平陈连生冶金与能源学院华北理工大学河北唐山063210 唐山钢铁集团有限责任公司河北唐山063000 河北省高品质钢连铸技术研究中心河北唐山063000

汽车大梁钢在成型过程中易出现折弯开裂、焊接裂纹、辊压开裂等缺陷,导致大梁钢的利用率下降,企业经济效益降低。这引起了科研人员的关注,并对大梁钢成型开裂原因开展了大量的研究工作。本文从成分偏析、大尺度夹杂、组织异常、热轧工... 详细信息

汽车大梁钢在成型过程中易出现折弯开裂、焊接裂纹、辊压开裂等缺陷,导致大梁钢的利用率下降,企业经济效益降低。这引起了科研人员的关注,并对大梁钢成型开裂原因开展了大量的研究工作。本文从成分偏析、大尺度夹杂、组织异常、热轧工艺等角度,详细概述了汽车大梁钢成型开裂的因素,并分别提出了解决措施,最后展望了汽车大梁钢生产的前景。

关键词：汽车大梁钢成型开裂研究现状

医用稀土镁合金微观组织特征及力学行为研究进展

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稀有金属材料与工程 2023年第9期52卷 3065-3075页

作者：张源刘薇刘芸姚鑫郑瑞宁田亚强于子洋陈连生华北理工大学现代冶金技术教育部重点实验室河北唐山063210 华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

近年来,镁合金作为生物医用金属材料受到了广泛关注,但其较差的力学强度极易导致植入物在服役周期内崩塌断裂,严重危及患者生命安全。稀土微复合金化作为当下提高可降解镁合金力学性能的有效措施,在消除镁合金杂质元素、净化熔体的同时... 详细信息

近年来,镁合金作为生物医用金属材料受到了广泛关注,但其较差的力学强度极易导致植入物在服役周期内崩塌断裂,严重危及患者生命安全。稀土微复合金化作为当下提高可降解镁合金力学性能的有效措施,在消除镁合金杂质元素、净化熔体的同时,还可以起到促进动态再结晶、形成长周期堆垛有序相等作用。因此,本文从稀土镁合金微观结构转变及其与力学性能的基本关联出发,综述了近年来医用稀土镁合金组织特征及力学性能的研究进展,深入发掘了稀土元素、第二相及镁合金力学性能之间的本质关联,详细阐述了连续动态再结晶对稀土镁合金的强韧化机理,全面叙述了稀土元素诱导长周期堆垛有序结构对镁合金力学性能的影响规律。最后,本文对医用稀土镁合金未来的发展方向进行了展望。

关键词：稀土元素可降解镁合金微观组织再结晶机制力学性能