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20CrMnTi齿轮钢动态再结晶模型的研究

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河北冶金 2024年第7期 28-37页

作者：黄胜永河钢集团石钢公司河北石家庄050031

齿轮是机械传动系统的重要组成部分,20CrMnTi作为用途广泛的齿轮钢种,对棒材组织均匀性的要求越来越高。但是随着棒材尺寸增大,组织均匀性的控制难度进一步增加。为提高棒材组织均匀性,通过Gleeble热模拟实验,对齿轮钢20CrMnTi的奥氏体... 详细信息

齿轮是机械传动系统的重要组成部分,20CrMnTi作为用途广泛的齿轮钢种,对棒材组织均匀性的要求越来越高。但是随着棒材尺寸增大,组织均匀性的控制难度进一步增加。为提高棒材组织均匀性,通过Gleeble热模拟实验,对齿轮钢20CrMnTi的奥氏体高温变形行为进行了研究,得到了变形温度为950~1150℃,应变速率为0.01~10 s^(-1),压缩应变0.7的真应力-真应变曲线。通过真应力-真应变曲线建立了该钢种的动态再结晶模型,模型包括动态再结晶临界应变模型、动态再结晶体积分数模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。为进一步验证模型的准确性,采用阶梯试样进行热轧实验,得到轧后奥氏体晶粒尺寸。将轧制实验得到的奥氏体晶粒尺寸与20CrMnTi钢热-力耦合有限元模型中的再结晶模型计算得到晶粒尺寸进行对比,发现计算值与实验值良好吻合。证明该模型预测精度较高,可为20CrMnTi棒材轧制工艺优化提供相应的理论依据。

关键词： 20CrMnTi 齿轮钢热变形行为动态再结晶奥氏体晶粒

关于GB/T 8706—2017几个术语的释义探析

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金属制品 2024年第1期50卷 54-59页

作者：秦万信吴佩军褚长文韩非咸阳宝石钢管钢绳有限公司陕西咸阳712000

根据EN12385-4:2002、ISO10425:2003中的公称金属截面系数,结合对Diepa、Casar、ArcelorMittal、OLIVEIRA等企业资料给出部分结构钢丝绳相关数据关系研究,探析GB/T 8706—2017中的计算最小破断拉力、最小破断拉力总和、计算最小破断拉... 详细信息

根据EN12385-4:2002、ISO10425:2003中的公称金属截面系数,结合对Diepa、Casar、ArcelorMittal、OLIVEIRA等企业资料给出部分结构钢丝绳相关数据关系研究,探析GB/T 8706—2017中的计算最小破断拉力、最小破断拉力总和、计算最小破断拉力总和、消减后的实测破断拉力总和、计算实测破断拉力、计算实测破断拉力总和与实测部分捻制损失系数等术语释义。基于对JIS G 3525:2013(JWPA/JSA)与JIS G 3546:2012(JWPA/JSA)给出钢丝绳破断拉力计算公式分析,认为将通常所称的捻制损失系数改称捻制损失剩余系数更合理。

关键词： GB/T 8706—2017 计算最小破断拉力计算实测破断拉力计算实测破断拉力总和捻制损失系数

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长寿命与环保港口钢丝绳制造相关问题研究

金属制品 2024年第3期50卷 1-8,13页

作者：秦万信韩非吴佩军咸阳宝石钢管钢绳有限公司陕西咸阳712000

港口面临的环保压力越来越大,对钢丝绳的质量要求也越来越高。通过采用压实股组绳、钢丝绳内置含油纤维绳、钢芯聚合物包覆、增加外层绳股数、优化钢芯结构、精细结构参数设计与严格控制生产过程等措施以响应港口对钢丝绳的长寿命要求,... 详细信息

港口面临的环保压力越来越大,对钢丝绳的质量要求也越来越高。通过采用压实股组绳、钢丝绳内置含油纤维绳、钢芯聚合物包覆、增加外层绳股数、优化钢芯结构、精细结构参数设计与严格控制生产过程等措施以响应港口对钢丝绳的长寿命要求,通过使用高质量润滑油脂、重视润滑油脂对使用环境的适应性与实施润滑工艺标准化等措施以稳定钢丝绳润滑质量,最大限度满足港口减少海洋环境污染与实施清洁文明生产的需要。

关键词：港口钢丝绳压实股钢芯接触应力结构参数润滑

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100级及以上矿用圆环链的开发

河北冶金 2024年第9期 22-28,50页

作者：和晓民相楠丁辉段路昭河钢集团石钢公司河北石家庄050031 河钢材料技术研究院河北石家庄050023

基于扩散型相变以及弥散强化理论,在钢中分别添加0.23%和0.39%的W合金元素开发低碳马氏体矿用圆环链。采用Gleeble试验机及末端淬透性试验,测试新钢种的CCT曲线和淬透性;采用OM、SEM和TEM分析不同热处理状态时的组织及力学性能;采用圆... 详细信息

基于扩散型相变以及弥散强化理论,在钢中分别添加0.23%和0.39%的W合金元素开发低碳马氏体矿用圆环链。采用Gleeble试验机及末端淬透性试验,测试新钢种的CCT曲线和淬透性;采用OM、SEM和TEM分析不同热处理状态时的组织及力学性能;采用圆环链破断试验、盐雾试验测试矿用圆环链破断力、耐腐蚀性能。结果表明:与23MnNiMoCr54钢比,新钢种获得全部马氏体的临界冷却速度降低为5℃/s,在5~0.3℃/内获得马氏体+贝氏体混合组织,0.3℃/s以下获得铁素体+珠光体组织,末端淬透性在25 mm处硬度值为45 HRC,无明显下降;随着回火温度的升高,抗拉强度降低,冲击韧性增加,其抗拉强度大于1350 MPa时冲击功大于85 J。工业化生产的圆环链破断力达到120级,腐蚀速率1.46 g/天,能满足GB/T12718标准中大规格100级及以上矿用圆环链的性能要求。

关键词：圆环链用钢合金元素淬透性抗拉强度腐蚀焊接疲劳

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冷却速率和Nb微合金化对25MnV非调质钢组织和硬度的影响

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金属热处理 2024年第8期49卷 31-36页

作者：刘运娜孙笠灿戴观文刘献达宋仁伯张朝磊河钢集团石钢公司河北石家庄050031 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京科技大学碳中和研究院北京100083

设计了含V和含V-Nb两种成分体系的非调质锻钢,在Gleeble-3800热模拟机上进行了单次压缩试验,研究了冷却速率对V和V-Nb微合金非调质钢组织和硬度的影响。结果表明,冷却速率对钢的显微组织和硬度有显著影响。V钢和V-Nb钢在连续冷却条件下,... 详细信息

设计了含V和含V-Nb两种成分体系的非调质锻钢,在Gleeble-3800热模拟机上进行了单次压缩试验,研究了冷却速率对V和V-Nb微合金非调质钢组织和硬度的影响。结果表明,冷却速率对钢的显微组织和硬度有显著影响。V钢和V-Nb钢在连续冷却条件下,在0.1~0.5℃/s冷却速率范围内,随着冷却速率的增加,铁素体含量减少,珠光体含量增多,组织得到细化;在1~3℃/s冷却速率范围内,随着冷却速率的增加,组织进一步细化,同时开始发生贝氏体相变,促进了硬度的提高。Nb元素的加入生成了大尺寸的(V,Nb)(C,N)沉淀颗粒,通过钉扎晶界和诱导晶内铁素体生成进一步细化了晶粒,同时Nb元素对C原子的溶质拖拽效应降低了V-Nb钢中的珠光体含量。在0.1~0.5℃/s冷却速率范围内,V钢较高的硬度(218~242 HV)是因为其更高的珠光体含量;在1~3℃/s冷却速率范围内,V-Nb钢较高的硬度(256~291 HV)是因为组织细化作用和更高的贝氏体含量。

关键词：非调质钢 Nb微合金化冷却速率微观组织硬度

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对压实股钢丝绳优缺点及生产难点认识

金属制品 2024年第2期50卷 8-12页

作者：秦万信韩非吴佩军咸阳宝石钢管钢绳有限公司陕西咸阳712000

破断拉力高、结构稳定性好、耐磨损性能优、股中相邻层钢丝接触应力小、环境腐蚀介质不易进入股内等是压实股钢丝绳的性能优点;组股相邻层钢丝、组股同层钢丝滑动困难、股中贮存润滑油脂少、钢丝受力均匀性差等是压实股钢丝绳的结构缺点... 详细信息

破断拉力高、结构稳定性好、耐磨损性能优、股中相邻层钢丝接触应力小、环境腐蚀介质不易进入股内等是压实股钢丝绳的性能优点;组股相邻层钢丝、组股同层钢丝滑动困难、股中贮存润滑油脂少、钢丝受力均匀性差等是压实股钢丝绳的结构缺点;结构参数设计不易精细、润滑油脂质量不易保证、高性能钢丝不易生产等是压实股钢丝绳制造技术的难点。高质量压实股钢丝绳生产需要在技术上持续研究。

关键词：压实股钢丝绳破断拉力磨损润滑捻制

易切削非调质汽车用钢表面裂纹形成机理及工艺优化

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河北冶金 2024年第8期 27-33页

作者：和晓民彭飞赵禹栋刘崇胡应应薛仁杰李志昂河钢集团石钢公司河北石家庄050031 河钢材料技术研究院河北石家庄050023

易切削非调质汽车用钢采用410 mm×530 mm大断面连铸坯轧制成规格Φ130~220 mm的钢材,表面探伤合格率较低,钢材表面出现裂纹缺陷,通过对钢轧全流程系统分析发现为连铸坯表面角部横裂纹和星状裂纹所导致,其与结晶器铜管倒锥度及R角不合... 详细信息

易切削非调质汽车用钢采用410 mm×530 mm大断面连铸坯轧制成规格Φ130~220 mm的钢材,表面探伤合格率较低,钢材表面出现裂纹缺陷,通过对钢轧全流程系统分析发现为连铸坯表面角部横裂纹和星状裂纹所导致,其与结晶器铜管倒锥度及R角不合理、钢中硫化物形态及偏析聚集、保护渣理化指标适配性差、二次冷却系统工艺有待优化等方面原因有关。通过改进结晶器铜管倒锥度及R角、微钙化处理工艺改善钢中硫化物形态、调整结晶器保护渣的理化性能指标、优化二次冷却系统,酸洗试样表面质量合格率提高了近30%,铸坯表面磁粉探伤合格率提高至99.2%,连铸坯所对应轧材的表面探伤最高炉次达98.6%、最低炉次达92.4%,铸坯纵剖酸洗试样V型偏析改善明显,且碳、硫的中心偏析指数分别为1.04、0.97,符合±0.05的高标准均质化要求。

关键词：易切削非调质钢表面裂纹结晶器铜管硫化锰保护渣二次冷却

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多孔式水口在汽车用钢产线弧形连铸机上的应用

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内燃机与配件 2024年第2期 48-50页

作者：彭飞王立辉胡应应范师师薛仁杰李志昂河钢材料技术研究院河北石家庄050023 河钢石钢河北石家庄050199

采用数值模拟的方法对比分析了直通式和多孔式水口对300mm×340mm连铸结晶器内钢液流场和温度场的影响;并通过在300mm×340mm断面连铸机对多孔式水口大量试用研究表明,采用多孔式水口使得钢液热中心上移,增强了弯月面处的活跃程度,利于... 详细信息

采用数值模拟的方法对比分析了直通式和多孔式水口对300mm×340mm连铸结晶器内钢液流场和温度场的影响;并通过在300mm×340mm断面连铸机对多孔式水口大量试用研究表明,采用多孔式水口使得钢液热中心上移,增强了弯月面处的活跃程度,利于改善保护渣对坯壳在传热方面的作用,从而减轻了表面裂纹的产生;采用多孔式水口,在结晶器内钢液的冲击深度S冲浅了72mm,混均时间t均及到达液面时间t到分别缩短了6.02s和0.59s,铸坯成分偏析指数、夹杂物级别及氧含量都有一定程度地降低,即更利于钢液中成分的均匀化与夹杂物及气体的上浮。

关键词：模拟 300mm×340mm断面多孔式水口结晶器铸坯质量

热处理工艺及氮含量对20CrMoH奥氏体粗化行为的影响

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河北冶金 2024年第6期 24-28页

作者：段路昭李福勇宋月年保国罗扬冯立果河钢材料技术研究院河北石家庄052100 河钢集团石钢公司河北石家庄050030

利用马弗炉热处理和光学金相显微镜对20CrMoH钢原始奥氏体金相组织进行了观察和晶粒尺寸测量,研究了热处理工艺和不同N含量对20CrMoH钢原始奥氏体组织生长规律的影响。研究表明:在热轧组织均匀和细小的情况下,热处理工艺和氮含量均对钢... 详细信息

利用马弗炉热处理和光学金相显微镜对20CrMoH钢原始奥氏体金相组织进行了观察和晶粒尺寸测量,研究了热处理工艺和不同N含量对20CrMoH钢原始奥氏体组织生长规律的影响。研究表明:在热轧组织均匀和细小的情况下,热处理工艺和氮含量均对钢中奥氏体晶粒的影响显著。当N含量为78 ppm时,890℃热处理时晶粒长大不明显;随着加热温度升高,晶粒异常长大现象逐渐显著;当加热温度达到950℃时,晶粒粗化明显,并呈现出不均匀长大现象,出现混晶。当N含量为110 ppm时,890℃和950℃热处理时晶粒长大程度不明显;但是当加热温度达到甚至超过1000℃时,原始奥氏体晶粒出现快速、不均匀长大现象,加热2 h以内即出现混晶。整体而言,热处理温度对20CrMoH材料的原始奥氏体晶粒尺寸和均匀性有显著影响。相比较而言,110 ppm氮含量较78 ppm氮含量材料抵抗晶粒粗化的能力大幅度提升。氮含量的增加能够较大幅度提高20CrMoH齿轮钢的热处理粗化临界温度,拥有更宽的工艺窗口,更有助于产品后续热处理工艺的制定与执行。

关键词： 20CrMoH 热处理氮含量奥氏体晶粒尺寸