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卷取温度对X80M热轧带钢微观组织及力学性能的影响

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中国冶金 2024年第7期34卷 113-121页

作者：许海平史根豪裴庆涛邯郸钢铁集团有限责任公司技术中心河北邯郸056015

高级别管线钢不仅可以满足长距离高压大输量输送油气的要求,还能大幅度节约钢材,积极地响应国家的“双碳”战略目标。然而国内能够实现X80M管线钢稳定供货的厂家不多,其中卷取工艺作为影响管线钢稳定生产的重要一环而备受关注。测定了... 详细信息

高级别管线钢不仅可以满足长距离高压大输量输送油气的要求,还能大幅度节约钢材,积极地响应国家的“双碳”战略目标。然而国内能够实现X80M管线钢稳定供货的厂家不多,其中卷取工艺作为影响管线钢稳定生产的重要一环而备受关注。测定了不同卷取工艺下X80M热轧带钢的拉伸性能,并对其微观组织进行了表征,分析了卷取温度对X80M热轧带钢微观组织和拉伸性能的影响。研究结果显示,随着卷取温度的升高,板条贝氏体逐渐减少直至消失,粒状贝氏体逐渐增多,并出现了少量的针状铁素体;平均晶粒尺寸增大,马氏体/奥氏体(M/A)组元的形态由条状向块状转变,面积分数增加;屈服强度和抗拉强度降低,而断后伸长率和冲击功则逐渐升高。晶粒尺寸与屈服强度的Hall-Petch关系拟合程度较好,各卷取工艺下晶界强化对屈服强度的贡献率为57.1%~62.7%,晶界强化为该工艺下X80M管线钢的主要强化方式。卷取温度的升高使得过冷度减小、位错密度降低,随着晶粒尺寸增大,位错滑移过程中的阻力减小,滑移更容易进行,这将导致断后伸长率升高;大角度晶界所占比例随卷取温度的升高而增大,显著阻碍裂纹的扩展,使得冲击功升高。试验结果为X80M管线钢的热轧生产提供了参考。

关键词： X80M热轧带钢卷取工艺微观组织晶界强化力学性能

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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

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

Q235B钢种中宽带边裂缺陷的原因分析与改进

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连铸 2024年第1期 73-77,92页

作者：叶高旗韩小强李升马云飞河北津西钢铁集团股份有限公司技术中心河北唐山064300

对连铸坯的跟踪轧制发现热轧带钢卷上边裂的分布规律与连铸坯横向角部裂纹的分布非常吻合。能谱分析发现非常典型的连铸保护渣成分K、Na等元素,证明缺陷起源于连铸机的结晶器内。以Q235B钢水为例,调整碳质量分数在0.15%~0.20%、w([Mn])/... 详细信息

对连铸坯的跟踪轧制发现热轧带钢卷上边裂的分布规律与连铸坯横向角部裂纹的分布非常吻合。能谱分析发现非常典型的连铸保护渣成分K、Na等元素,证明缺陷起源于连铸机的结晶器内。以Q235B钢水为例,调整碳质量分数在0.15%~0.20%、w([Mn])/w([S])>20标准范围。避开碳含量和w([Mn])/w([S])的裂纹敏感区域,降低碳含量和w([Mn])/w([S])的裂纹敏感区域内炉次所占比例和调整连铸结晶器足辊开口度值为0 mm、0.4 mm、0.8 mm;结晶器内外弧足辊和扇形段辊子采用两侧和中间三点检验,每个检验点检测4组数值,检验控制标准(1±0.15)mm;连铸结晶器水口插入深度调整为120~150 mm等综合因素的优化改进,大大降低了热轧钢带卷边裂产生的概率,边裂率由原来的0.46%降到0.04%。

关键词：热轧带钢卷边裂碳含量 w[Mn]/w[S] 足辊开口度

铁水预脱磷温度对脱磷渣结构及行为的分析与探讨

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钢铁 2024年第8期59卷 27-39页

作者：周朝刚陈庆功闫占辉赵长亮刘道正王连全单庆林王书桓华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 首钢京唐钢铁联合有限责任公司轧钢作业部河北唐山063200 首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼钢部河北唐山063200 首钢股份公司迁安钢铁公司河北迁安064404 天津铁厂有限公司炼钢厂河北邯郸056400 唐山钢铁集团有限责任公司技术中心河北唐山063000

为探究不同铁水温度下脱磷熔渣结构演变对脱磷效果及磷迁移富集行为的影响,在铁水温度为1340~1420℃条件下进行了实验室试验,利用XRD、SEM-EDS、FTIR和Raman光谱对试验后脱磷终渣的结构进行了表征。热力学理论分析表明,随着温度的升高,... 详细信息

为探究不同铁水温度下脱磷熔渣结构演变对脱磷效果及磷迁移富集行为的影响,在铁水温度为1340~1420℃条件下进行了实验室试验,利用XRD、SEM-EDS、FTIR和Raman光谱对试验后脱磷终渣的结构进行了表征。热力学理论分析表明,随着温度的升高,磷的分配比逐渐降低。铁水脱磷试验表明,当铁水温度为1380℃时,铁水脱磷效率最高,温度过高或过低均不利于脱磷,且铁水硅质量分数随着温度的升高逐渐降低。XRD和SEM-EDS分析结果表明,磷主要富集在2CaO·SiO_(2)结晶区,富磷相由2CaO·SiO_(2)-3CaO·P_(2)O_(5)固溶体组成,温度的升高会降低富磷相的比例。拉曼和红外分析结果表明,Si—O—Si键受温度升高的影响较小。当温度较低时,炉渣中Q^(1)(Si)、Q^(2)(Si)和Q^(3)(Si)的含量增加。当温度升至1380℃时,Si—O—Si键断裂,Q^(0)(Si)增大。低聚合度的硅酸盐结构促进磷的迁移和聚集,以Q^(1)(P)形式存在的磷逐渐增加。当温度为1380~1420℃时,较高的铁水温度抑制了磷的迁移,进入渣中的硅往往以高聚合度的形式存在,随着脱硅反应的进行,渣的聚合度逐渐增加。此外,由于FeO_(6)八面体的显著增加和硅酸盐聚合度的提高,磷向硅氧网络结构中的迁移受到抑制,以Q^(0)(P)形式存在的磷逐渐增加,磷在炉渣中的扩散程度增加。可以为钢铁企业解决铁水磷质量分数超标问题和控制合理的预脱磷温度提供理论指导和参考。

关键词：预脱磷铁水温度氧化铁皮红外光谱拉曼光谱熔渣结构

新型热镀锌双相钢的合金成分对界面层和镀层结构的影响

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材料研究学报 2024年第6期38卷 446-452页

作者：李沅沅梁健熊自柳苗斌田秀刚齐建军郑士建河北工业大学材料科学与工程学院天津300401 河钢材料技术研究院石家庄050023 唐山钢铁集团有限责任公司技术中心唐山063000 河钢股份有限公司石家庄050023

用对粘方式制备热镀锌双相钢DP980样品,用TEM表征其截面,用TEM结合电子衍射和EDS表征其界面层结构和镀锌层结构并构建其空间关系。结果表明,与DP780在退火阶段合金元素Mn的外氧化不同,DP980主要发生内氧化和Cr元素与Mn元素的竞争性氧化... 详细信息

用对粘方式制备热镀锌双相钢DP980样品,用TEM表征其截面,用TEM结合电子衍射和EDS表征其界面层结构和镀锌层结构并构建其空间关系。结果表明,与DP780在退火阶段合金元素Mn的外氧化不同,DP980主要发生内氧化和Cr元素与Mn元素的竞争性氧化,界面层中较少的MnO促进热镀锌过程中的Fe-Al反应而生成了连续致密的Fe_(2)Al_(5)抑制层,抑制了镀锌阶段的Fe-Zn反应而使DP980具有较好的热镀锌性能。同时,这种结构使弥散分布在镀锌层中的η-Zn基体生成Fe3Zn10纳米晶而避免生成有较大脆性Fe-Zn相的镀层结构,使DP980保持较好的力学性能。

关键词：材料表面与界面镀锌双相钢微观结构表征选择性氧化界面层结构镀锌层结构

锌铝镁镀层和纯锌镀层在典型大气环境中初期腐蚀行为研究

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表面技术 2024年第2期53卷 120-129,139页

作者：黎敏董妮妮商婷王保勇蒋光锐邵蓉刘武华刘永壮曹荣华首钢集团有限公司技术研究院北京100041 首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200

目的增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀... 详细信息

目的增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀层在吐鲁番、江津、青岛以及万宁4个大气试验站的腐蚀试验。结果万宁GI的腐蚀速率为ZM的4.56倍,江津GI的腐蚀速率为ZM的3.76倍,青岛GI的腐蚀速率为ZM的2.84倍,吐鲁番GI的腐蚀速率为ZM的2.42倍,对于GI镀层和ZM镀层,按腐蚀速率从大到小的顺序依次为万宁、青岛、江津、吐鲁番。江津和万宁GI镀层的自腐蚀电流密度较小,万宁ZM镀层的自腐蚀电流密度最小。锌的大气腐蚀速率主要受相对湿度、氯离子含量、SO_(2)含量等影响,主要通过影响腐蚀产物组成来影响锌的腐蚀速率。腐蚀产物的保护性受其化学组成、导电性、黏附性、致密性、溶解性、厚度、形态和亲水性等因素影响,不同的锈层结构对阴极氧还原的抑制作用不一样,高氯环境对GI的保护性腐蚀产物Zn_(5)(CO_(3))_(2)(OH)_(6)有较大的破坏性,在高碱性环境下,容易使腐蚀产物转变成疏松导电的ZnO。在高氯环境中,由于镀层中MgZn_(2)的阳极溶解,释放出可与OH反应的Mg^(2+)以形成氢氧化镁(Mg(OH)_(2))。在ZM表面用Mg(OH)_(2)代替氧化锌被认为可以降低阴极氧还原反应(ORR),具有缓冲阴极位置的pH值升高的作用,能使碱式碳酸锌变得稳定,显著提升耐腐蚀性。结论ZM镀层材料在高盐高湿环境下能形成稳定的腐蚀产物,降低阴极氧还原速率,在典型大气环境下具有广阔的应用前景。

关键词：镀锌板大气腐蚀腐蚀产物

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380CL横折纹缺陷分析与改进

四川冶金 2024年第1期46卷 40-44页

作者：张征唐山钢铁集团有限责任公司技术中心河北唐山063000

热轧板380CL表面横折纹缺陷影响下游客户的过程加工,导致下游工序成材率降低,影响最终产品的外观质量,用户常常对此提出质量抱怨,甚至造成质量异议。为解决此类表面质量缺陷,通过对热轧380CL的成分、性能、组织、板形及热轧过程工艺的... 详细信息

热轧板380CL表面横折纹缺陷影响下游客户的过程加工,导致下游工序成材率降低,影响最终产品的外观质量,用户常常对此提出质量抱怨,甚至造成质量异议。为解决此类表面质量缺陷,通过对热轧380CL的成分、性能、组织、板形及热轧过程工艺的调查分析,找到了造成表面横折纹的关键原因,综合考虑工序成本,在不增加平整工序的情况下,通过调整热轧产品终轧温度、层冷上下冷却水水比,以及制定精轧机架间冷却水投入策略,减轻了成品热轧板卷C翘,缩小了热轧带钢上下表面的硬度差,消除了热轧板380CL开卷产生的横折纹缺陷,为解决热轧卷板开卷出现横折纹表面缺陷问题提供了新思路。

关键词： 380CL 横折纹屈服硬度冷却

基于***的ABAQUS二次开发在角钢孔型设计中的应用

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轧钢 2024年第4期41卷 83-90页

作者：令狐克志王晨阳王钟萱邝霜刘宇昊朱国明唐山钢铁集团有限责任公司技术中心河北唐山063000 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

因角钢规格系列化而使其具有丰富的孔型设计需求,但是轧件的变形复杂难以预测,依靠传统经验不断试轧、修改孔型的方法使研发成本过于高昂。基于***语言对通用有限元软件ABAQUS进行二次开发,编写角钢轧制有限元建模程序,不但使型材轧制... 详细信息

因角钢规格系列化而使其具有丰富的孔型设计需求,但是轧件的变形复杂难以预测,依靠传统经验不断试轧、修改孔型的方法使研发成本过于高昂。基于***语言对通用有限元软件ABAQUS进行二次开发,编写角钢轧制有限元建模程序,不但使型材轧制过程在虚拟环境下再现,提高孔型设计的准确性与效率,而且解决了因ABAQUS软件界面操作复杂且前处理需花费大量时间的问题。使用***语言编写程序,生成Python脚本,自动完成几何建模、材料属性定义和网格划分等一系列前处理过程,最后使用该程序进行了∠18#角钢的全轧程仿真,将模拟尺寸、实际尺寸与设计尺寸进行比较,验证了模型的可靠性与精度。

关键词：角钢孔型设计 ***语言 ABAQUS 二次开发 Python