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异型坯连铸机中间包结构优化设计与应用

连铸 2024年第4期 67-76页

作者：高山高志滨王忠刚刘忠建莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂山东济南271104

为提高异型坯T型中间包冶金效果,对中间包流场和温度场等进行数值模拟和物理模拟,通过分析冲击区大小、稳流器开孔张角、稳流器开孔仰角以及稳流器立墙形式对流场的影响,制定了适合异型坯中间包内型尺寸和稳流器最佳的中间包结构。工业... 详细信息

为提高异型坯T型中间包冶金效果,对中间包流场和温度场等进行数值模拟和物理模拟,通过分析冲击区大小、稳流器开孔张角、稳流器开孔仰角以及稳流器立墙形式对流场的影响,制定了适合异型坯中间包内型尺寸和稳流器最佳的中间包结构。工业试验表明,改进后的中间包冶金效果明显优于原中间包。中间包优化前后测温、取样结果显示,优化前后1流、3流温度与2流平均温差由原来的11.8℃降低至3.95℃,降低幅度达66.5%以上;优化后1流、2流的氧质量分数和氮质量分数均相同,平均氧质量分数比优化前下降17.17%。说明优化后的中间包流场明显优于原中间包流场,改进后的中间包利于均匀钢水温度、成分和提高铸坯洁净度与表面质量。优化后稳流器对中间包内衬渣线侵蚀情况也得到明显改善,由原32 h侵蚀55 mm降低至目前48 h侵蚀45 mm,显著提高了中间包寿命。

关键词：中间包数值模拟物理模拟流场结构优化

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铁路车辆用耐候钢带的制备与开发

轧钢 2024年第3期41卷 139-144页

作者：孙乾程欣丽亓伟伟张波刘亚儒李玉功莱芜钢铁集团银山型钢有限公司山东济南271104 山东蓝天商旅车业有限公司山东济南271104 山东钢铁股份有限公司莱芜分公司焦化厂山东济南271104

针对铁路车辆在多变严苛的服役环境中易出现腐蚀失效的问题,高强韧、高耐蚀、易成型的铁路车辆用耐候钢亟需开发。在现行耐候钢生产工艺基础上,采用低C、低S、高Cu、低Ni的化学成分设计,适当提高耐蚀性较好但成本更低的Cu元素含量,降低... 详细信息

针对铁路车辆在多变严苛的服役环境中易出现腐蚀失效的问题,高强韧、高耐蚀、易成型的铁路车辆用耐候钢亟需开发。在现行耐候钢生产工艺基础上,采用低C、低S、高Cu、低Ni的化学成分设计,适当提高耐蚀性较好但成本更低的Cu元素含量,降低成本高的Ni含量,通过合金元素替代,降低冶炼成本;再配合大压缩轧制与钢水C、S含量控制,在保证产品强韧性、耐蚀性的同时,避免了因Cu含量偏高可能诱发的表面质量差等问题。经检验,所开发的耐候钢带力学性能均匀,-40℃冲击功不小于82 J,组织以铁素体+珠光体为主,经75、144 h周期浸润腐蚀实验检验,其平均腐蚀失重速率、相对腐蚀率等耐蚀指标优于Q235A钢带,性能满足铁道车辆用钢的服役要求。

关键词：铁路车辆用耐候钢化学成分设计强韧性耐蚀性低成本

基于TRIP效应的复相钢的组织特征及强塑性机制

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材料热处理学报 2024年第4期45卷 103-112页

作者：侯晓英丁明凯刘万春郝亮王业勤初林山东钢铁集团日照有限公司山东日照276805

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM)对复相钢的微观形貌进行表征,并研究了其基于相变诱导塑性(TRIP)效应的强塑性机制。结果表明,将退火温度设定在单相奥氏体区和(γ+α)两相临界区,由于微观形貌特征的不同致... 详细信息

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM)对复相钢的微观形貌进行表征,并研究了其基于相变诱导塑性(TRIP)效应的强塑性机制。结果表明,将退火温度设定在单相奥氏体区和(γ+α)两相临界区,由于微观形貌特征的不同致使试验钢的力学性能有着显著的区别。退火温度(915℃)在单相奥氏体区时,微观组织由27%先共析铁素体、56%块状贝氏体以及分布于晶界处的17%残留奥氏体组成;组织中的先共析铁素体,其塑性优于再结晶铁素体,更有利于发挥协调变形作用,通过缓解应力对残留奥氏体的作用而有效发挥其TRIP效应;同时均匀分布于晶界处纵横比>2.0的块状残留奥氏体,在变形过程中由于受到相界面及块状硬质相贝氏体的阻碍,TRIP效应的贡献较大且可在整个应变阶段持续地发生。在晶粒尺寸、组织形貌、晶体学结构、V(C,N)析出和位错塞积,以及TRIP效应的共同作用下,915℃退火后复相钢的综合力学性能最优,屈服强度和抗拉强度分别为756和1135 MPa,强塑积可达到26.446 GPa·%,同时具有优良的伸长率和扩孔性能,分别为23.3%和56%。

关键词：复相钢 TRIP效应强塑性机制残留奥氏体稳定性协调变形

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高强双相钢的微观组织调控与力学性能

钢铁 2024年

作者：侯晓英丁明凯刘万春陈钢郝亮尹翠兰王业勤王鹏山东钢铁集团日照有限公司钢铁研究院

为满足汽车主机厂用户对高强双相钢提出的多元化需求，通过合理的化学成分设计和工艺调控，获得F/M和B/Ar两种不同微观组织特征的高强双相钢，并采用SEM、TEM、拉伸和扩孔等试验手段，研究了F/M和B/Ar两种高强双相钢的工艺设计原理和微... 详细信息

为满足汽车主机厂用户对高强双相钢提出的多元化需求，通过合理的化学成分设计和工艺调控，获得F/M和B/Ar两种不同微观组织特征的高强双相钢，并采用SEM、TEM、拉伸和扩孔等试验手段，研究了F/M和B/Ar两种高强双相钢的工艺设计原理和微观组织形貌特征，分析了力学性能的影响因素。结果表明，F/M双相钢的退火温度810 ℃在[(AC1+AC3)/2]±8 ℃范围内(AC1和AC3分别为加热时奥氏体转变开始和结束温度)，主要由47%铁素体、46%马氏体及7%的块状残余奥氏体所组成，铁素体存在再结晶铁素体和先共析铁素体两种形态，晶粒尺寸分别为2.5～4.0 μm和1.0～2.5 μm；B/Ar双相钢是将退火温度设置在单相奥氏体区温度900 ℃，显微组织主要由84%的贝氏体和16%的第二相残余奥氏体组成，其中贝氏体是以原γ晶粒为基准相变而成，残余奥氏体呈片层状或是不连续块状特征。F/M和B/Ar双相钢在微观组织形貌上存在明显差异，其在变形过程中各相组织之间的协调变形作用各不相同，从而对其力学性能产生影响。两种工艺调控均可将抗拉强度控制在1 000 MPa级别，基体中均弥散分布着直径为4～13 nm的纳米级VC析出相粒子，其沉淀强化量超过220 MPa，并与高密度位错相互作用，最终提高材料强塑性。其中F/M双相钢抗拉强度为1 035 MPa，同时具有较高的断后伸长率，达到18.7 %；B/Ar双相钢抗拉强度比F/M双相钢增加111 MPa，达到了1 146 MPa，强塑积达到19.83 GPa·%，并且具有高屈强比和扩孔率，二者分别为0.709和38%。

关键词：高强双相钢残留奥氏体沉淀强化 VC析出力学性能

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莱钢1号1880高炉降料线停炉实践

山西冶金 2024年第1期47卷 124-126页

作者：王徐波山东钢铁集团莱芜分公司炼铁厂山东济南271104

根据公司生产计划要求,莱钢1号1 880 m^(3)高炉于2023年9月7日12:00开始降料线停炉。9月8日2:08,料线降至预定位置(22.7 m),安全休风停炉。停炉过程安全、顺利、快速,各项参数控制到位。本次降料线总计耗时14 h 8 min、耗风198.4万m^(3... 详细信息

根据公司生产计划要求,莱钢1号1 880 m^(3)高炉于2023年9月7日12:00开始降料线停炉。9月8日2:08,料线降至预定位置(22.7 m),安全休风停炉。停炉过程安全、顺利、快速,各项参数控制到位。本次降料线总计耗时14 h 8 min、耗风198.4万m^(3)、打水1 834 m^(3),出铁3炉。20:56,开始放残铁。9日00:36,残铁放完,共计放残铁386.25 t。通过精心组织,1 880 m^(3)高炉安全顺利停炉,并创造了停炉降料线用时最短的记录。

关键词：高炉降料线安全停炉

退火工艺对T4003高强度铁素体不锈钢组织和性能的影响

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金属热处理 2024年第1期49卷 198-201页

作者：李志平王宏霞赵刚王俊海山东泰山钢铁集团有限公司山东济南271100

在实验室利用箱式炉对T4003高强度铁素体不锈钢进行640~850℃的退火处理,通过光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验等测试手段,对试验钢的组织和力学性能进行分析。结果表明,退火后基体组织均主要为铁素体和少量的细小碳化物颗粒;退火温度在... 详细信息

在实验室利用箱式炉对T4003高强度铁素体不锈钢进行640~850℃的退火处理,通过光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验等测试手段,对试验钢的组织和力学性能进行分析。结果表明,退火后基体组织均主要为铁素体和少量的细小碳化物颗粒;退火温度在640℃时,晶粒大小不均现象较明显;680~780℃退火时,仍有晶粒大小不均现象,但细小晶粒的数量随退火温度升高增多;830℃和850℃退火时,发生奥氏体相变,得到细小的再结晶晶粒。热轧态试验钢的强度高、塑性低;随着退火温度升高,强度呈先下降后上升的趋势,断后伸长率则呈先升高后下降的趋势。640℃退火时试验钢的屈服强度略低于高强度不锈钢的要求(R_(p0.2)≥350 MPa),其它退火温度下屈服强度均满足高强钢要求,可根据强度级别需求选择合理的退火温度。

关键词：铁素体不锈钢退火显微组织力学性能

压铸机双曲肘合模机构刚柔耦合式运动特性优化

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锻压技术 2024年 137-142页

作者：王昌张智铖张立良魏延峰宋红燕内蒙古科技大学机械工程学院莱芜钢铁集团银山型钢有限公司山东钢铁股份有限公司莱芜分公司型钢厂

热室压铸机的生产效率、使用寿命及压铸件的成形质量受到其合模机构性能的影响。采用多软件协同创建法,利用Ansys软件将十字架、撑杆、后曲肘、前曲肘、拉杆作为柔性体,导入到Adams软件中进行刚柔耦合动力学分析,研究弹性变形对合模机... 详细信息

热室压铸机的生产效率、使用寿命及压铸件的成形质量受到其合模机构性能的影响。采用多软件协同创建法,利用Ansys软件将十字架、撑杆、后曲肘、前曲肘、拉杆作为柔性体,导入到Adams软件中进行刚柔耦合动力学分析,研究弹性变形对合模机构锁模精度和运动特性的影响。通过对比刚体系统与刚柔耦合系统仿真得到的锁模力和动模板位移、速度、加速度曲线发现,刚柔耦合系统的锁模力大于刚体系统,最大位移差值为0.573 mm,刚柔耦合系统在启动阶段和模具碰撞后速度发生波动,加速度峰值高达1282.2549 mm·s-2。加速度峰值过高会导致运动副中动载荷较大,十字架驱动速度的输入方案严重影响了合模机构的运动特性。因此,提出采用正弦曲线加速、中途高速运动、余弦曲线减速、最终低速运动的驱动优化方案来完成合模运动。优化结果表明:速度变化平稳,加速度峰值减小至237.0416 mm·s-2,较优化前减小了81.51%,有效优化了合模机构的运动特性,降低了运动副的磨损。

关键词：热室压铸机双曲肘合模机构刚柔耦合运动特性锁模力

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低碳钢RH真空时间对钢水洁净度的影响

炼钢 2024年第3期40卷 27-32页

作者：刘建伟薛燕吴计雨李世良季伟烨温维新山东钢铁集团有限公司山东日照276800

为了深入研究RH真空过程中抽真空时间与夹杂物的对应关系,选取转炉出钢不脱氧合金化的SPCC低碳钢进行了真空过程钢水洁净度的试验研究。研究结果表明:1)在RH中Al脱氧后钢中夹杂物种类主要为Al_(2)O_(3)夹杂。夹杂物的形态由簇群状逐步... 详细信息

为了深入研究RH真空过程中抽真空时间与夹杂物的对应关系,选取转炉出钢不脱氧合金化的SPCC低碳钢进行了真空过程钢水洁净度的试验研究。研究结果表明:1)在RH中Al脱氧后钢中夹杂物种类主要为Al_(2)O_(3)夹杂。夹杂物的形态由簇群状逐步转变为单个夹杂,尺寸不断减小。2)铝脱氧1 min后,夹杂物数量非常多;纯脱气3 min时,夹杂物数量和密度呈明显降低;纯脱气6 min试样中,夹杂物数量达到最小,且尺寸基本小于5μm;纯脱气9 min后,夹杂物数量呈现出增加趋势。3)对于KR→BOF→RH→CC工艺路线下的转炉出钢不脱氧合金化的低碳钢,钢水在RH的真空时间按铝脱氧后6~7 min控制,钢水洁净度可达到最佳状态。该项研究可为优化RH真空处理过程提供有益参考,有助于提高低碳钢的质量。

关键词：真空处理钢水洁净度夹杂物脱气

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超高强复相钢组织调控及强塑性提升机理

中国冶金 2024年第1期34卷 61-71页

作者：侯晓英刘万春王军丁明凯初林王业勤山东钢铁集团日照有限公司山东日照276805

通过调控微观组织形貌及各相组织配比,进一步优化超高强复相钢的综合力学性能,并采用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)等表征手段,研究其强塑性提升机理。研究结果表明,在820℃的(γ+α)临界区温度退火工艺条件下,显微组... 详细信息

通过调控微观组织形貌及各相组织配比,进一步优化超高强复相钢的综合力学性能,并采用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)等表征手段,研究其强塑性提升机理。研究结果表明,在820℃的(γ+α)临界区温度退火工艺条件下,显微组织由约37%铁素体、49%贝氏体以及14%残余奥氏体(体积分数)组成,其中铁素体组织以再结晶铁素体和先共析铁素体两种形态存在;贝氏体呈块状;残余奥氏体呈不规则颗粒状,主要分布在铁素体晶界处或铁素体与贝氏体相界面间,其晶粒大小与其周围“贫碳区”BCC晶粒尺寸大致成正比。在910℃奥氏体单相区退火时,显微组织由约19%先共析铁素体、61%板条束状贝氏体型铁素体以及厚度在60~130 nm范围的20%片层状残余奥氏体组成,其中贝氏体铁素体以再结晶γ晶粒作为相变的块状基准单元且呈不同位向分布;大角度晶界所占比例达85.4%;基体中V(C,N)第二相粒子为相间析出,析出粒子直径为3~9 nm,平均列间距约31 nm,对材料的强度贡献计算值约为281 MPa。超高强复相钢的综合力学性能与其微观形貌特征、晶体结构和晶体取向、第二相析出粒子、高密度位错以及残余奥氏体的TRIP效应贡献均密切关联,单相奥氏体区退火工艺条件下,复相钢的抗拉强度达到1226 MPa,同时伸长率和扩孔率分别提高至19.1%和51%,强塑积达到23.42 GPa·%。研究结果可为高强化材料综合性能的提升提供参考。

关键词：复相钢组织调控强塑性机理相间析出晶体学结构