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中锰汽车钢激光焊接接头组织与杯突成形性能研究

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应用激光 2024年第7期 67-76页

作者：曹洋韩胜赵琳彭云马成勇田志凌夏明生钢铁研究总院有限公司唐山钢铁集团有限责任公司技术中心

中锰钢具有良好的高强度与高塑性综合性能，在汽车工业中受到广泛关注，成为新一代汽车用钢热门材料之一。采用光纤激光器对Fe-0.1C-5Mn中锰钢进行焊接，对焊接接头进行埃里克森杯突成形试验，结合有限元模拟分析了接头杯突成形性能影... 详细信息

中锰钢具有良好的高强度与高塑性综合性能，在汽车工业中受到广泛关注，成为新一代汽车用钢热门材料之一。采用光纤激光器对Fe-0.1C-5Mn中锰钢进行焊接，对焊接接头进行埃里克森杯突成形试验，结合有限元模拟分析了接头杯突成形性能影响因素，并与钨极氩弧焊试验结果进行对比。研究结果表明，中锰钢激光焊接后接头形成“硬化区”,降低焊接接头的成形性能。影响中锰钢焊接接头成形性能的主要因素是接头硬化区宽度，硬化区宽度越窄，焊接试板成形性能越好。激光焊接速度对硬化区宽度的影响更为明显，提高焊接速度，能够通过降低硬化区的宽度提高焊接接头成形性能。试验条件下，2 mm厚的中锰钢激光焊接试板成形比能够达到0.66。

关键词：中锰钢激光焊接成形性能硬化区有限元模拟

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基于数值模拟的片烟加料机参数优化设计

烟草科技 2024年第4期57卷 100-107页

作者：樊志海鲁纪平苑宝龙王宇王勇刘岩宗岳单凯时景泉赵英敏隋琳陶宏伟红塔辽宁烟草有限责任公司营口卷烟厂辽宁营口115002 吉林烟草工业有限责任公司技术研发中心长春130031 红塔辽宁烟草有限责任公司技术中心沈阳110023

为解决片烟加料机加料均匀性差、料液有效利用率低等问题,采用EDEM(Event Driven Execution Manager)数值模拟技术,对滚筒加料过程进行模拟;利用正交试验研究了加料机抄料板螺旋分布角、抄料板长度、滚筒转速对片烟在增温吸收区内停留... 详细信息

为解决片烟加料机加料均匀性差、料液有效利用率低等问题,采用EDEM(Event Driven Execution Manager)数值模拟技术,对滚筒加料过程进行模拟;利用正交试验研究了加料机抄料板螺旋分布角、抄料板长度、滚筒转速对片烟在增温吸收区内停留时间、离散度、破碎程度的影响;采用Fluent软件模拟了不同喷射角度下料液喷雾运动轨迹;确定了加料机最优参数组合并测试了加料效果。结果表明:①抄料板螺旋分布角、滚筒转速是影响片烟在增温吸收区停留时间、离散度及破碎程度的主要因素,且因素间存在交互作用。②确定了最优参数组合,即抄料板螺旋分布角为25°、抄料板长度组合为400 mm和600 mm、滚筒转速为10 r/min、料液喷射角度为55°。③加料机参数优化后,料液利用率达90.92%,提高5.05百分点;加料均匀性达91.97%,提高4.36百分点;滚筒内壁物料黏附量减少3.2 kg/批次。该技术可为提高片烟加料效果、降低物料黏附量提供支持。

关键词：片烟加料机料液运动轨迹数值模拟参数优化

激光功率对铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接接头组织和性能的影响

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热加工工艺 2024年 73-79页

作者：邢德远曹洋彭云马成勇赵琳夏明生田志凌钢铁研究总院有限公司焊接研究所唐山钢铁集团有限责任公司技术中心

采用光纤激光填丝焊接工艺对铝硅镀层热成形钢进行了焊接，研究了激光功率对焊接接头宏观形貌和组织性能的影响。结果表明：在铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接过程中，焊丝以液桥过渡的形式稳定熔入熔池，焊缝成形良好。热处理后，焊缝组... 详细信息

采用光纤激光填丝焊接工艺对铝硅镀层热成形钢进行了焊接，研究了激光功率对焊接接头宏观形貌和组织性能的影响。结果表明：在铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接过程中，焊丝以液桥过渡的形式稳定熔入熔池，焊缝成形良好。热处理后，焊缝组织主要为马氏体和δ-铁素体。随着激光功率增大，焊缝Al含量先增大后减小，致使焊缝中δ-铁素体比例先增大后减小，焊接接头抗拉强度先减小后增大。当激光功率为3.5 kW时，焊接接头抗拉强度达到1490MPa，接头强度系数约为97.6%。

关键词：铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接激光功率组织力学性能

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连铸轻压下对焊瓶钢成分及组织的影响

河北冶金 2024年第9期 63-68页

作者：李岩杰李立勋刘志卫张岩唐山钢铁有限责任公司技术中心河北唐山063100

以HP295焊瓶钢为研究对象,针对焊瓶钢连铸生产过程中出现的铸坯中心偏析、轧后产品局部区域组织异常等问题进行了生产跟踪试验,发现轧后产品的夹杂物及带状组织与铸坯中心偏析位置存在对应关系。阐明了铸坯中心偏析问题如何遗传影响轧... 详细信息

以HP295焊瓶钢为研究对象,针对焊瓶钢连铸生产过程中出现的铸坯中心偏析、轧后产品局部区域组织异常等问题进行了生产跟踪试验,发现轧后产品的夹杂物及带状组织与铸坯中心偏析位置存在对应关系。阐明了铸坯中心偏析问题如何遗传影响轧后产品的组织及夹杂物分布。通过调整压下量、压下速率及压下位置节点等措施,设计了全新的焊瓶钢连铸轻压下工艺模型;并依据工艺对比试验,结合低倍分析、原位分析、金相分析等检测手段,发现应用新轻压下工艺方案后,连铸坯中心偏析、中心疏松、三角区裂纹均不超过0.5级,Mn、S元素的偏聚情况均得到了显著减轻,相应的卷板产品组织带状及夹杂物也得到了明显改善。最终确认了合理的连铸轻压下工艺能够有效改善HP295焊瓶钢铸坯中心成分偏析,减轻轧后产品的带状组织及夹杂物偏聚问题。同时优化后的轻压下工艺已通过数字化模型方案,推广应用于焊瓶类系列钢种,并实现了批量稳定生产。

关键词：连铸轻压下焊瓶钢成分偏析带状组织夹杂物

控轧控冷工艺对厚规格X80M热轧钢带DWTT性能的影响

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钢铁 2024年

作者：宿成袁晓鸣曹妍董磊冯光宏董旭刘丹包头钢铁集团有限责任公司技术中心钢铁研究总院有限公司冶金工艺研究所内蒙古纳顺装备工程(集团)有限公司

采用2 250 mm热轧线生产的厚规格（21.4 mm和22.0 mm）X80M钢带，其低温落锤撕裂（DWTT）断口剪切面积分数提升一直是热轧带钢领域的关键技术攻关课题，通过合适的成分设计与控轧控冷工艺调控，以实现细小均匀的组织形态控制，是确保产... 详细信息

采用2 250 mm热轧线生产的厚规格（21.4 mm和22.0 mm）X80M钢带，其低温落锤撕裂（DWTT）断口剪切面积分数提升一直是热轧带钢领域的关键技术攻关课题，通过合适的成分设计与控轧控冷工艺调控，以实现细小均匀的组织形态控制，是确保产品DWTT性能的关键基础。采用低碳微合金化（Mn-Nb-Ti-Cr-Mo-Ni-Cu）成分体系设计，利用热模拟试验与金相组织分析以及DWTT性能检测相结合的方法，系统研究了铸坯加热温度、均热时间对高温奥氏体晶粒尺寸的影响和变形工艺对再结晶奥氏体晶粒尺寸的影响，以及轧后冷速对组织转变的作用。研究结果显示：低碳微合金化X80M采用1 160～1 180 ℃的加热温度、40～120 min的均热时间，粗轧道次间隔时间不大于20 s，临界再结晶区形变率不小于25%，未再结晶形变率为68%，以及轧后以冷速为20～30 ℃/s冷却至温度430 ℃进行卷取的控轧控冷工艺，可获得晶粒度为11～12级、组织主要为针状铁素体+粒状贝氏体+少量残余马/奥（M/A）复相组织的钢带，产品低温（-20 ℃）DWTT剪切面积不小于85%的合格率可达98%以上，钢带和钢管的DWTT韧脆转变温度均小于-20 ℃，表现出了材料具有良好的抗低温止裂性能，并在生产实践中验证了该工艺的有效性。且热轧钢带制管后已批量应用于陕京四线和中俄东线工程中，因此，研究结论具有较高的实际生产指导价值，为提高厚规格X80M热轧带钢低温DWTT性能提供了有效的技术途径。

关键词：管线钢 X80M 控轧控冷工艺奥氏体晶粒 DWTT

高温下金属材料组织及夹杂物变化过程的原位观察

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甘肃冶金 2024年第4期46卷 108-112,118页

作者：杨春酒泉钢铁(集团)有限责任公司技术中心甘肃嘉峪关735100

随着工业技术的不断发展,对新材料的研发也有了更高要求。利用高温共聚焦显微镜的显微成像系统对不锈钢和碳钢热轧钢板以一定范围内的升降温速率原位观察试样在加热和冷却过程中显微组织的变化,通过实验观察确定各阶段相变的起始和结束... 详细信息

随着工业技术的不断发展,对新材料的研发也有了更高要求。利用高温共聚焦显微镜的显微成像系统对不锈钢和碳钢热轧钢板以一定范围内的升降温速率原位观察试样在加热和冷却过程中显微组织的变化,通过实验观察确定各阶段相变的起始和结束点、奥氏体晶粒变化全过程以及钢中夹杂物在钢液中的聚集、长大等行为。

关键词：高温共聚焦显微镜高温金相原位观察相变过程夹杂物行为

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基于数据驱动的卷取温度关键因子研究

轧钢 2024年第4期41卷 101-109页

作者：阎新杰秦红波郑立康陈彤唐山钢铁集团有限责任公司信息自动化部河北唐山063500 唐山惠唐物联科技有限公司产线智能中心河北唐山063500 唐山钢铁集团有限责任公司技术中心河北唐山063500

在热连轧生产过程中,卷取温度控制精度是决定产品质量优劣的关键参数之一。以换热机理模型为基础,通过实际生产数据和过程参数的综合分析,在综合考虑终轧温度、带钢厚度等因素的基础上,深入研究了穿带速度、冷却水温以及季节变化等关键... 详细信息

在热连轧生产过程中,卷取温度控制精度是决定产品质量优劣的关键参数之一。以换热机理模型为基础,通过实际生产数据和过程参数的综合分析,在综合考虑终轧温度、带钢厚度等因素的基础上,深入研究了穿带速度、冷却水温以及季节变化等关键因子对卷取温度模型的影响并对模型进行了修正和优化。同时,采用机器学习算法构建了基于合金成分的卷取温度偏差补偿模型,并对不同算法进行对比分析。研究结果表明:随机森林预测模型在提高卷取温度控制精度方面表现优异。研究成果应用于实际生产厚度h≤6.0 mm、6.0 mm13.0 mm带钢平均卷取温度合格率分别提升了3.07%、3.82%、4.68%,为进一步提升卷取温度控制精度提供了新的有效途径。

关键词：热连轧带钢卷取温度换热机理模型数据驱动机器学习算法卷取温度模型

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高铬耐候钢Q350EW高温热塑性分析

特殊钢 2024年第06期 23-27页

作者：孟庆勇单庆林潘宏伟路博勋石晓伟温巨文唐山钢铁集团有限责任公司技术中心

为评估Q350EW高铬耐候钢连铸过程裂纹敏感性，利用Gleeble3500热模拟试验机测定了Q350EW高铬耐候钢高温热塑性，并结合Thermo-Calc热力学软件理论计算Q350EW高铬耐候钢析出相分布规律。利用扫描电镜结合光学显微镜对高温拉伸断口宏观、... 详细信息

为评估Q350EW高铬耐候钢连铸过程裂纹敏感性，利用Gleeble3500热模拟试验机测定了Q350EW高铬耐候钢高温热塑性，并结合Thermo-Calc热力学软件理论计算Q350EW高铬耐候钢析出相分布规律。利用扫描电镜结合光学显微镜对高温拉伸断口宏观、微观形貌以及断口处的显微组织观察分析。研究结果表明，随着加热温度升高，Q350EW高铬耐候钢抗拉强度降低；断面收缩率曲线在700～800℃附近出现凹谷，775℃时断面收缩率最低为64.9%。凹谷温度范围内断口形貌主要由韧窝组成，其断裂机理为韧性断裂；显微组织分析表明，原奥氏体晶界出现铁素体致使塑性降低，但是由于铁素体含量较高，Q350EW高铬耐候钢塑性仍保持较高水平。通过优化连铸二次冷却等关键工艺参数降低Q350EW高铬耐候钢铸坯裂纹风险性，建议铸坯角部弯曲矫直段温度<750℃。

关键词： Q350EW高铬耐候钢高温热塑性断口形貌显微组织析出相

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高硅超细铁精矿熔剂性球团矿固结行为及还原特性

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钢铁 2024年第5期59卷 33-44页

作者：温宝良范子豪李家新刘德楼从俊强杨佳龙安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032 抚顺新钢铁有限责任公司技术中心辽宁抚顺113001

高炉高比例球团矿冶炼技术是减轻炼铁系统碳排放和环保压力的重要方案。将高硅超细铁精矿资源作为球团矿生产原料,有助于拓宽中国国内铁矿资源来源,加大中国国内贫矿应用力度。系统地探讨了碱度对高硅超细铁精矿球团矿固结行为和还原特... 详细信息

高炉高比例球团矿冶炼技术是减轻炼铁系统碳排放和环保压力的重要方案。将高硅超细铁精矿资源作为球团矿生产原料,有助于拓宽中国国内铁矿资源来源,加大中国国内贫矿应用力度。系统地探讨了碱度对高硅超细铁精矿球团矿固结行为和还原特性的影响。通过热力学计算、矿相分析、扫描电镜-能谱分析等方法对其固结行为和还原特性进行了研究。研究结果表明,随着碱度的增加,高硅超细铁精矿球团矿抗压强度先增加后降低,孔隙率先降低后增加,碱度为0.06~0.73时,球团矿的抗压强度均大于4000 N/个,碱度为0.24时的球团矿抗压强度最高,孔隙率也最低。碱度的增加会降低高硅超细铁精矿球团矿中的二氧化硅相含量,促进铁酸钙相和硅酸盐相的生成。在碱度为1.20、温度为1300℃条件下,球团矿中液相比例可达24.38%。碱度大于0.73时,球团矿中的液相量在大于1250℃后会迅速增加。随着碱度的增加,高硅超细铁精矿球团矿渣相和硅酸盐相中的钙元素含量会逐渐增加,此外,碱度越高,赤铁矿晶粒越容易呈现多边形结构且晶粒间填充的渣相量越多。随着碱度增加,高硅超细铁精矿球团矿还原度和还原膨胀率先降低后增加,球团矿抗还原粉化性能减弱。碱度大于0.24后,球团矿内部孔隙率和铁酸钙相含量的增加使得还原气体能更容易扩散至球团矿内部并促进还原反应的进行,可以有效提高球团矿的还原度,碱度为1.20时的球团矿还原度比碱度为0.06时提高了34.9%。

关键词：高硅超细铁精矿熔剂性球团矿碱度抗压强度固结行为还原特性