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高品质轴承钢LF--VD过程非金属夹杂物演变规律

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工程科学学报 2016年第S1期38卷 206-212页

作者：吴华杰郭浩魏崇一岳峰北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 北京科技大学冶金工程研究院北京100083

对国内一钢厂EAF→LF→VD→CC工艺生产的高品质GCr15轴承钢进行系统取样,针对DS类非金属夹杂物随机性强的特点,利用能够进行大面积试样检测的ASPEX自动扫描电镜分析统计钢中非金属夹杂物的成分、尺寸、数量等信息.研究发现:GCr15轴承钢... 详细信息

对国内一钢厂EAF→LF→VD→CC工艺生产的高品质GCr15轴承钢进行系统取样,针对DS类非金属夹杂物随机性强的特点,利用能够进行大面积试样检测的ASPEX自动扫描电镜分析统计钢中非金属夹杂物的成分、尺寸、数量等信息.研究发现:GCr15轴承钢冶炼过程中非金属夹杂物主要为MgO-Al2O3-CaO复合夹杂物和Mn S,同时有少量的SiO2-Al2O3和MgO-Al2O3复合夹杂物;夹杂物尺寸主要集中在38μm,并有少量DS类夹杂物出现且尺寸范围波动很大,最大可以达70μm以上,形貌为圆形或近似圆形;VD有较强的去除夹杂物功能,经过VD真空精炼,夹杂物中CaO含量有增加趋势;吊包至铸坯过程,夹杂物成分向Al2O3含量增多的区域移动,最终轴承钢铸坯中夹杂物成分位于高Al2O3含量（≥80%）,少量MgO（<20%）和低CaO（<5%）的区域;DS夹杂物的生成和去除具有较强的随机性.

关键词：轴承钢夹杂物尺寸形貌

中心偏析对FH40低温钢焊接组织性能的影响

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工程科学学报 2023年第8期45卷 1335-1341页

作者：柳志鹏谢振家罗登周文浩郭晖尚成嘉北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 湖南华菱湘潭钢铁集团湘潭411101

利用金相(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及能谱(EDS)等手段研究了FH40低温钢焊接接头显微组织演变及其对低温冲击韧性的影响.结果表明,FH40低温钢母材具有优异的综合力学性能,其屈服强度为420 MPa,抗拉强度为518 MP... 详细信息

利用金相(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及能谱(EDS)等手段研究了FH40低温钢焊接接头显微组织演变及其对低温冲击韧性的影响.结果表明,FH40低温钢母材具有优异的综合力学性能,其屈服强度为420 MPa,抗拉强度为518 MPa,-60℃夏比冲击功为162 J,而焊接接头熔合线位置及热影响区的低温韧性急剧降低至16 J.显微组织分析表明,低温钢母材为细小的多边形铁素体+珠光体组织,在心部位置珠光体组织呈带状分布.焊接热影响区的显微组织主要为针状铁素体,但是心部存在明显的马氏体带.针状铁素体硬度为229.7 HV_(0.05),比原来的多边形铁素体高约40 HV_(0.05),而马氏体的硬度为313.7 HV_(0.05),较原来的多边形铁素体高约140 HV_(0.05).EBSD结果显示在马氏体带存在较高的内应力,这是造成焊接接头低温韧性急剧下降的主要原因.EDS表明,中心偏析导致热轧低温钢母材形成C、Mn富集的珠光体带,这些C、Mn富集的珠光体带在焊接热影响作用下重新奥氏体化,并在冷却过程中转变成硬质相马氏体组织.

关键词： FH40低温钢中心偏析焊接接头低温韧性带状组织

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210tRH精炼过程的混匀特性

工程科学学报 2016年第S1期38卷 14-19页

作者：刘洋崔衡李东侠北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 北京科技大学冶金工程研究院北京100083

以某钢厂210tRH真空精炼装置为原型,根据相似原理建立1∶4水模型,研究了吹气量、浸入深度、真空度以及气孔堵塞对混匀时间的影响.结果表明,RH混匀时间随着吹气量的增加而呈现减小的趋势;随着浸入深度的增加先减小后增大,并存在最佳浸入... 详细信息

以某钢厂210tRH真空精炼装置为原型,根据相似原理建立1∶4水模型,研究了吹气量、浸入深度、真空度以及气孔堵塞对混匀时间的影响.结果表明,RH混匀时间随着吹气量的增加而呈现减小的趋势;随着浸入深度的增加先减小后增大,并存在最佳浸入深度480 mm;随真空室压力的减小而减小;随着吹气孔堵塞个数的增加先减小后增加.利用粒子成像测速技术(particle image velocimetry,PIV)测量了RH精炼过程钢包内二维流场,与数值模拟结果对比,发现钢包内的流体运动主要是从下降管到上升管的循环流动以及下降管周围的回流运动,不活跃区主要集中在渣-钢界面以下浸渍管浸入深度范围内.

关键词： RH精炼混匀时间物理模拟粒子成像测速流场

基于嵌入式CPS模型的产品质量在线管控方法

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机械工程学报 2017年第12期53卷 94-101页

作者：徐钢张晓彤黎敏徐金梧北京科技大学计算机通讯工程学院北京100083 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

随着工业4.0时代的来临,制造技术正逐步从自动化、数字化、网络化向智能化方向发展。作为工业4.0的重要策略—信息物理系统(Cyber-physical system,CPS),由于其具有自主判断、自主决策、自主调控能力,如何将CPS技术应用于流程工业的智... 详细信息

随着工业4.0时代的来临,制造技术正逐步从自动化、数字化、网络化向智能化方向发展。作为工业4.0的重要策略—信息物理系统(Cyber-physical system,CPS),由于其具有自主判断、自主决策、自主调控能力,如何将CPS技术应用于流程工业的智能化制造引起了广泛关注。根据钢铁制造过程的特点,提出在各工序中嵌入CPS质量管控模块的过程控制系统,实现全流程产品质量在线动态管控与优化。重点研究采用嵌入式CPS方法的产品质量在线管控系统架构和产品质量管控模型。在这些模型中,提出一种基于数据驱动的质量异常判定模型,提出基于贡献图的质量异常原因分析方法,讨论动态的工艺参数控制策略。嵌入式CPS产品质量监控系统可以根据生产过程中各个工序的产品质量偏离情况,及时调整后工序的工艺参数,实现产品质量的在线优化。通过汽车钢的应用实例,证实了基于嵌入式CPS模型的动态产品质量管控方法是提高产品质量的稳定性和实现柔性智能化制造的有效途径。

关键词：信息物理系统产品质量在线管控

基于统计过程控制的流程工业工艺规范制定方法

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机械工程学报 2019年第8期55卷 208-215页

作者：徐钢张晓彤黎敏徐金梧北京科技大学计算机通讯工程学院北京100083 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

在冶金、化工等流程型工业领域,产品制造过程涉及多个连续相关的工序,每道工序需确定工艺参数的控制范围,即制定工艺规范。目前,流程工业在制定工艺规范时,主要采用6-Sigma方法或根据生产经验来确定每道工序关键工艺参数的范围。但是,... 详细信息

在冶金、化工等流程型工业领域,产品制造过程涉及多个连续相关的工序,每道工序需确定工艺参数的控制范围,即制定工艺规范。目前,流程工业在制定工艺规范时,主要采用6-Sigma方法或根据生产经验来确定每道工序关键工艺参数的范围。但是,这种基于独立同分布假设的6-Sigma方法,由于缺乏处理多重相关、非正态分布的能力,因此所制定的工艺规范在工业应用中容易造成产品质量的不稳定。为了解决流程工业在工艺规范制定过程中存在的这个难题,提出了基于多元统计分析原理的工艺规范制定方法。首先,引入了软超球体的概念,并采用非线性核函数的方法来确定软超球体在高维空间中的边界,即产品质量可控区的工艺参数边界。然后,寻求软超球体的最大内接矩形体,并依据最大内接矩形体来制定工艺规范。最后,结合IF钢生产实例,讨论了工艺规范制定的整个过程,验证了新方法的有效性。

关键词：流程工业工艺规范软超球体多元统计过程控制

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局部二值模式在连铸坯表面缺陷识别中的应用

工程科学学报 2016年第12期38卷 1728-1733页

作者：田思洋徐科郭会昭北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京100083 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

为了解决传统的图像识别算法无法准确识别铸坯表面缺陷的问题,提出一种考虑图像相邻像素影响的改进的多块局部二进制算法(MB-LBP).该算法将原始图像分成多个小区域,每个小区域再做等分,并计算平均灰度值,再运用局部二进制模式算法进行计... 详细信息

为了解决传统的图像识别算法无法准确识别铸坯表面缺陷的问题,提出一种考虑图像相邻像素影响的改进的多块局部二进制算法(MB-LBP).该算法将原始图像分成多个小区域,每个小区域再做等分,并计算平均灰度值,再运用局部二进制模式算法进行计算.对现场采集到的连铸坯表面裂纹、划伤、压痕、凹坑和无缺陷共五类1697个样本进行实验,整体识别率达到94.9%,而传统局部二进制模式算法的识别率为89.1%,说明本文算法具有更好的鲁棒性和抗噪能力.

关键词：二值模式表面缺陷检测特征提取连铸铸坯

热处理工艺对7%Cr钢显微组织及耐蚀性能的影响

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金属热处理 2021年第4期46卷 42-48页

作者：顾洋宋帅武会宾张志慧张鹏程北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

利用质量损失法和电化学方法测试了3种不同组织类型的7%Cr钢在CO_(2)环境中的腐蚀行为,并通过EBSD和SKPM手段从晶界和表面电势角度分析了组织类型引起的耐蚀性能差异原因。结果显示:7%Cr钢轧态组织为贝氏体+铁素体,淬火态组织为淬火马氏... 详细信息

利用质量损失法和电化学方法测试了3种不同组织类型的7%Cr钢在CO_(2)环境中的腐蚀行为,并通过EBSD和SKPM手段从晶界和表面电势角度分析了组织类型引起的耐蚀性能差异原因。结果显示:7%Cr钢轧态组织为贝氏体+铁素体,淬火态组织为淬火马氏体,正火态组织为铁素体+少量珠光体。试验钢的耐蚀性能排序为淬火态>正火态>轧态,试验钢产物膜中Cr元素的富集程度及其极化曲线自腐蚀电位均与此规律相符,试样表面最大电势差与此规律相反。轧制试样两相间存在电势差,易于形成原电池;淬火试样中Cr元素可通过晶界快速扩散至腐蚀位置形成产物膜;正火试样游离态Cr元素较少且高比例的大角度晶界不利于其扩散至腐蚀界面。

关键词：中Cr钢 CO_(2)腐蚀晶界扫描开尔文探针显微镜

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基于SIFT的中厚板表面缺陷识别方法

清华大学学报（自然科学版） 2018年第10期58卷 881-887页

作者：周鹏徐科杨朝霖北京科技大学工程技术研究院北京100083 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

中厚板在生产过程中，由于各种因素难免会产生压痕、辊印、划伤等缺陷，严重的缺陷会对下一道轧制工艺产生不良的影响，因此在包含氧化铁皮背景中准确识别出真实缺陷对提高钢铁企业的产品质量至关重要。该文采用尺度不变特征转换（scale... 详细信息

中厚板在生产过程中，由于各种因素难免会产生压痕、辊印、划伤等缺陷，严重的缺陷会对下一道轧制工艺产生不良的影响，因此在包含氧化铁皮背景中准确识别出真实缺陷对提高钢铁企业的产品质量至关重要。该文采用尺度不变特征转换（scale-invariant feature transform，SIFT）算子来提取具有尺度旋转不变性的特征向量，并采用Euclidean距离相似性判定度量实现图像匹配，进而识别出中厚板表面缺陷。该文通过大量实验分析并确定各参数取值，最终将SIFT算法应用到中厚板表面缺陷识别，实验结果表明：该算法对辊印、压痕等缺陷的识别率较高，能够达到95％，尤其是对连续出现的缺陷检测效果明显，从而验证了SIFT方法较好的光照不变性、旋转不变性和仿射不变性。

关键词：中厚板表面检测尺度不变局部特征

两相区淬火对7Ni钢微观组织和力学性能的影响

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材料工程 2018年第8期46卷 113-119页

作者：许立雄武会宾牟丹北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 北京科技大学工程技术研究院北京100083

利用X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪,研究两相区淬火温度和保温时间对7Ni钢显微组织及力学性能的影响。基于热膨胀曲线,定量地测量了7Ni钢在淬火+两相区淬火+回火(QLT)工艺各阶段的逆转奥氏体生成量及转变速率,揭示逆转奥氏体的转变... 详细信息

利用X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪,研究两相区淬火温度和保温时间对7Ni钢显微组织及力学性能的影响。基于热膨胀曲线,定量地测量了7Ni钢在淬火+两相区淬火+回火(QLT)工艺各阶段的逆转奥氏体生成量及转变速率,揭示逆转奥氏体的转变过程。结果表明:逆转奥氏体在QLT工艺中的转变依次经历了淬火保温、淬火冷却、回火保温、回火冷却四个过程。适当升高两相区淬火温度和延长保温时间,有利于回火过程中逆转奥氏体的转变,并促进其均匀分布,从而使7Ni钢强度降低,塑韧性增强。两相区淬火工艺为660℃保温30min时,7Ni钢综合力学性能达到最佳,并完全满足标准ASTM A553规定的9Ni钢的力学性能要求。

关键词： 7Ni钢两相区淬火逆转奥氏体热膨胀曲线