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增材制造抗氢钢组织性能调控及其氢脆敏感性

钢铁 2024年第6期59卷 94-103页

作者：张子雨李佶纳刘赓苏杰王敖钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院鞍钢股份有限公司技术中心

沉淀强化Fe-Ni基奥氏体合金具有高强度、优异的耐腐蚀性和较低的氢脆敏感性，因而被广泛应用于航空航天、氢能源工程和石油化工等领域。相对于现有铸锻造等技术，增材制造工艺能够实现复杂形状零件近净成形。采用激光熔化沉积制备NASA-H... 详细信息

沉淀强化Fe-Ni基奥氏体合金具有高强度、优异的耐腐蚀性和较低的氢脆敏感性，因而被广泛应用于航空航天、氢能源工程和石油化工等领域。相对于现有铸锻造等技术，增材制造工艺能够实现复杂形状零件近净成形。采用激光熔化沉积制备NASA-HR(NHR)抗氢钢，研究高温固溶（930～1 180℃）、时效处理（725～775℃）热处理工艺条件对其微观结构演变、力学性能和抗氢性能的影响。结果表明，由于激光熔化沉积过程中温度梯度高和熔凝速度快，其凝固组织主要由柱状晶组成，并在枝晶区域出现Ti元素偏析。经1 180℃高温固溶处理后，激光熔化沉积NHR合金熔池特征消失，成功消除Ti元素偏析并获得完全再结晶均匀组织。随后分别经过725、750和775℃时效处理，发现随着时效温度升高，晶粒尺寸略微生长，γ′相纳米析出尺寸逐渐变大，产生的析出强化效应越大，合金强度明显升高。在775℃时效处理后强度达到1 070 MPa，塑性略有降低，但其断后伸长率均保持在26%以上，拉伸断口形貌均由韧窝组成呈韧性断裂。优化热处理条件下可以使得增材制造NHR合金在力学性能上与锻态匹配。锻造和增材制造NHR合金氢致塑性损减分别是21.7%和20.8%，氢脆敏感性相当。充氢后两者拉伸断口均出现沿晶断裂特征，为韧脆混合断裂。增材制造NHR合金在力学性能和抗氢性能上的良好匹配，为增材制造抗氢钢在临氢环境下的服役性能提供参考，并为增材制造抗氢钢的应用开拓思路。

关键词：激光熔化沉积 NASA-HR合金偏析力学性能氢脆敏感性

Q550E高强钢不等厚焊接接头残余应力数值模拟

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宝钢技术 2024年第2期 56-60页

作者：郑乔夏立乾宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201999

基于ABAQUS有限元软件,开发了应用于模拟焊接残余应力的热—弹—塑性有限元计算方法。利用所开发的计算方法,研究Q550E高强钢不等厚焊接接头残余应力大小和分布。同时,采用热循环测量仪和XRD,分别测量焊接过程的热循环曲线和焊后残余应... 详细信息

基于ABAQUS有限元软件,开发了应用于模拟焊接残余应力的热—弹—塑性有限元计算方法。利用所开发的计算方法,研究Q550E高强钢不等厚焊接接头残余应力大小和分布。同时,采用热循环测量仪和XRD,分别测量焊接过程的热循环曲线和焊后残余应力的分布。将数值模拟结果与试验进行对比,验证有限元模型的准确性。研究结果表明:纵向残余应力的峰值接近材料的屈服强度;由于试验采用不等厚焊接接头,使得焊接件的残余应力分布不对称;此外,不同焊接材料显著影响焊接接头的峰值应力大小和分布。

关键词： Q550E高强钢数值模拟焊接残余应力

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硅钢含铬绝缘涂层的红外光谱研究

电工材料 2024年第1期 34-36,40页

作者：李登峰洪涛王波宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

基于傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)研究不同烘烤固化方式和工艺对无取向硅钢含铬绝缘涂层部分性能的变动,讨论了涂层厚度、红外加热方式和固化程度对含铬涂层红外光谱的影响。结果发现:ATR-FTIR可作为硅钢含铬绝缘涂层测试... 详细信息

基于傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)研究不同烘烤固化方式和工艺对无取向硅钢含铬绝缘涂层部分性能的变动,讨论了涂层厚度、红外加热方式和固化程度对含铬涂层红外光谱的影响。结果发现:ATR-FTIR可作为硅钢含铬绝缘涂层测试表征的重要方法,可规避涂层厚度、色泽波动所致影响;红外谱图中915 cm-1附近的吸收峰,可作为涂层中是否含有[Cr6+]的判断依据;1585 cm-1附近的吸收峰可作为硅钢含铬涂层成膜物质(丙烯酸树脂与三价铬交联形成复合盐)的特征峰参照。

关键词：无取向硅钢含铬涂层衰减全反射红外光谱法

TA2+Q345B轧制复合板覆层腐蚀特性研究

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宝钢技术 2024年第1期 23-27页

作者：郝英敏焦四海闫博宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201999

钛/钢轧制复合板因其优异的耐蚀性和结构性能而广泛应用于化工、海事等领域。因复合板轧制工艺需兼顾钛/钢两者特性而与单一材质的传统生产工艺有所差别,且在冶金结合界面处元素互扩散是否对覆层TA2组织及腐蚀性能产生影响待研究。通过... 详细信息

钛/钢轧制复合板因其优异的耐蚀性和结构性能而广泛应用于化工、海事等领域。因复合板轧制工艺需兼顾钛/钢两者特性而与单一材质的传统生产工艺有所差别,且在冶金结合界面处元素互扩散是否对覆层TA2组织及腐蚀性能产生影响待研究。通过组织观察、能谱测试和电化学腐蚀试验,研究了界面元素互扩散对覆层TA2组织及腐蚀性能的影响。结果表明:冶金结合界面处元素的互扩散距离仅为8~10μm,不足以影响整个覆层组织;覆层TA2耐腐蚀膜成膜初期存在反复腐蚀,但随着静置时间延长而逐渐稳定,不再发生腐蚀。

关键词： TA2+Q345B复合板结合界面扩散电化学

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汽车衡秤体结构轻量化优化设计

宝钢技术 2024年第2期 37-39页

作者：陶琳张涛宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201999

汽车衡是一种称重设备,其整体结构应满足刚度和强度要求,轻量化的汽车衡可以减少材料的使用,节约制造成本。通过有限元仿真分析和结构优化设计,对秤体的主要构件面板和U型梁的几何尺寸进行优化。结果表明:在秤体满足刚度和强度设计要求... 详细信息

汽车衡是一种称重设备,其整体结构应满足刚度和强度要求,轻量化的汽车衡可以减少材料的使用,节约制造成本。通过有限元仿真分析和结构优化设计,对秤体的主要构件面板和U型梁的几何尺寸进行优化。结果表明:在秤体满足刚度和强度设计要求的前提下,秤体结构优化后的质量比原结构降低了13.9%,实现了降低汽车衡秤体整体质量的目标,达到轻量化效果,提高了材料利用率。

关键词：汽车衡轻量化结构优化

热轧2250mm加热炉炉顶壁面传热-应力耦合模型模拟研究

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宝钢技术 2024年第2期 26-29页

作者：张俊张雪荣赵雁王琳宝山钢铁股份有限公司武汉钢铁有限公司湖北武汉430083 宝山钢铁股份有限公司中央研究院湖北武汉430080

为减少热轧加热炉表面的热损失,采用纳米材料能够降低加热炉炉顶温度,起到节能降耗的效果,但纳米材料如何铺设是个难题。通过建立加热炉的几何模型,确定加热炉有限元计算的热力学边界和力学边界;通过加热炉有限元分析,确定加热炉的分层... 详细信息

为减少热轧加热炉表面的热损失,采用纳米材料能够降低加热炉炉顶温度,起到节能降耗的效果,但纳米材料如何铺设是个难题。通过建立加热炉的几何模型,确定加热炉有限元计算的热力学边界和力学边界;通过加热炉有限元分析,确定加热炉的分层温度变化情况和应力变化情况,为纳米材料的应用提供数值依据。

关键词：加热炉模型纳米材料

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脉冲炉钢板温度均匀性的自动控制

工业炉 2024年第2期46卷 60-63页

作者：贾凌锋宝山钢铁股份有限公司

分析了影响钢板温度均匀性的主要因素，基于脉冲炉的热工特性，对钢板表面温度进行控制，总结出最佳的热工参数，比如上下表、头尾温差控制参数等。对不同的温度设定策略进行了描述和分析，找出了最佳的炉温设定方法以实现更好的自动控... 详细信息

分析了影响钢板温度均匀性的主要因素，基于脉冲炉的热工特性，对钢板表面温度进行控制，总结出最佳的热工参数，比如上下表、头尾温差控制参数等。对不同的温度设定策略进行了描述和分析，找出了最佳的炉温设定方法以实现更好的自动控制功能。

关键词：脉冲炉钢板温度均匀性

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电炉自动测温取样机器人改造设计实践

冶金自动化 2024年第S1期 26-30页

作者：金国平魏振红董一鸣宝山钢铁股份有限公司

本文介绍了宝钢股份150 t交流电弧炉生产线上应用的电炉自动测温取样机器人系统的功能、性能和结构组成，并概括总结了机器人在现场布局、设备防护、测枪工具、探头仓架、测点控制、系统安全等方面的改造设计要领和实践经验，为电炉自... 详细信息

本文介绍了宝钢股份150 t交流电弧炉生产线上应用的电炉自动测温取样机器人系统的功能、性能和结构组成，并概括总结了机器人在现场布局、设备防护、测枪工具、探头仓架、测点控制、系统安全等方面的改造设计要领和实践经验，为电炉自动测温取样机器人在钢厂安全、可靠、稳定的应用提供有价值的参考和借鉴。

关键词：机器人电炉测温取样

冲裁工艺对超高强钢边部拉伸性能影响的试验研究

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精密成形工程 2024年

作者：李亚刘渊媛连昌伟宝山钢铁股份有限公司中央研究院汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢)

目的冲裁加工后的超高强钢板材在成形过程中会因边部开裂而显著生产的稳定性，针对这一问题，对超高强钢板材冲裁边边部开裂行为的影响因素进行研究。方法选用DP980与QP980材料，采用模具冲裁拉伸试样，用DIC的剪切边拉伸试验研究了... 详细信息

目的冲裁加工后的超高强钢板材在成形过程中会因边部开裂而显著生产的稳定性，针对这一问题，对超高强钢板材冲裁边边部开裂行为的影响因素进行研究。方法选用DP980与QP980材料，采用模具冲裁拉伸试样，用DIC的剪切边拉伸试验研究了不同的冲裁间隙以及打磨试样边部、模具磨损情况对超高强度钢力学性能和边部拉伸能力的影响，并采用DIC方法追踪拉伸试验的断裂过程，分析了边部裂纹的扩展过程和断口形貌。结果通过对比试验结果发现，冲裁试样很容易发生边部开裂，冲裁间隙的越大，断裂时刻越提前，断裂伸长率越小，边部成形性能越低，在冲裁间隙为材料厚度9-10%时，两个钢种断裂应变均最大，边部拉伸性能相对优异，材料的边部断裂也容易受到轧制方向的影响，边部断裂通最先沿着轧制方向出现在边界处。模具磨损使冲裁的试样在拉伸试验过程中更容易断裂，打磨冲裁试样边部可以提高拉伸性能。在断裂形式上，两种钢种的冲裁试样均容易从边部开裂，QP980形成横-斜裂纹，冲裁间隙增大使横向裂纹变长，而DP980试样断口则均为斜裂纹。结论相同强度等级QP980钢和DP980钢均对冲裁边敏感，冲裁边对边部拉伸性能的影响较大，可以通过选择良好的模具工况、合适的冲裁工艺参数以及增加打磨工艺等，提高材料的力学性能和边部拉伸性能。

关键词： DP钢 QP钢 DIC 冲裁模具间隙剪切边拉伸实验边部开裂断裂应变