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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

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

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热轧结构钢棒材内裂纹原因分析及工艺改进

轧钢 2024年第4期41卷 149-154页

作者：谢常胜许宝玉代鑫任振海恽伟达中天钢铁集团(南通)有限公司技术中心江苏南通226156 中天钢铁集团有限公司技术中心江苏常州213011 华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

针对某钢厂生产的低碳低合金结构钢棒材内部存在长约0.1~0.3 mm显微裂纹的问题,通过低倍组织检查、光学显微镜和扫描电镜观察等方法对低碳低合金棒材内部微裂纹进行了分析和研究,并提出了工艺改进措施。结果表明:低碳低合金钢棒材热轧... 详细信息

针对某钢厂生产的低碳低合金结构钢棒材内部存在长约0.1~0.3 mm显微裂纹的问题,通过低倍组织检查、光学显微镜和扫描电镜观察等方法对低碳低合金棒材内部微裂纹进行了分析和研究,并提出了工艺改进措施。结果表明:低碳低合金钢棒材热轧后内部出现多个彼此不相连、无方向性、长度约0.1~0.3 mm的微裂纹,周围没有异常夹杂物等冶金缺陷,微裂纹沿带状组织的珠光体条带扩展,且珠光体条带周围分布着贝氏体、马氏体混合组织;成分偏析导致低碳低合金钢棒材中出现级别较高的带状组织,且带状组织周围存在贝氏体和马氏体混合组织,在发生较大塑性变形时更容易产生微裂纹;连铸时将过热度控制在20~30℃,电磁搅拌参数设置为200 A、2.0 Hz,二冷区比水量降低至0.41 L/kg,拉坯速度控制在1.2 m/min时,可从连铸坯的源头减轻带状组织;适当延长连铸坯在(1180±10)℃高温段保温时间至250~305 min,可改善成分偏析;热轧棒材入坑缓冷可以避免贝氏体、马氏体组织的产生。工艺改进后对热轧低碳低合金钢棒材进行无损探伤未再发现内裂纹缺陷,改善效果明显。

关键词：低碳低合金热轧棒材内裂纹成分偏析带状组织连铸工艺优化

镀锌家电板DX51D+Z冲压橘皮的原因分析及工艺优化

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热加工工艺 2024年第1期53卷 135-138,142页

作者：曹晓恩韩雄超宋志超张秀宏马国良河钢集团邯钢公司技术中心河北邯郸056015 河北省汽车用先进钢铁材料重点实验室河北邯郸056015

针对DX51D+Z低碳铝镇静钢镀锌家电板冲压橘皮问题,分别从化学成分、热轧工艺、冷轧镀锌工艺等进行对比分析。结果表明,镀锌板冲压橘皮缺陷受时效的影响,均与固溶碳原子的存在相关;热轧卷取温度、镀锌均热温度及光整延伸率对固溶碳原子... 详细信息

针对DX51D+Z低碳铝镇静钢镀锌家电板冲压橘皮问题,分别从化学成分、热轧工艺、冷轧镀锌工艺等进行对比分析。结果表明,镀锌板冲压橘皮缺陷受时效的影响,均与固溶碳原子的存在相关;热轧卷取温度、镀锌均热温度及光整延伸率对固溶碳原子引起的时效具有重要影响,降低固溶C和N含量、保证热轧卷取温度、镀锌均热温度精准控制及光整延伸率稳定控制可有效改善橘皮缺陷。

关键词：低碳铝镇静钢橘皮缺陷固溶碳时效

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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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锚固界面剪切力学特征及参数优化试验研究

金属矿山 2024年第8期 35-44页

作者：田欣路燕泽陈彦亭于庆磊王社光曹永胜河北钢铁集团矿业有限公司河北唐山063000 河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司河北邢台054100 河北钢铁集团矿山设计有限公司河北唐山063000 河北省复杂铁矿低碳智能高效开采技术创新中心河北邢台054100 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

为加强软岩巷道支护性能,改善锚杆支护设计及其参数,针对锚固系统中界面力学特征以及失效破坏模式进行试验探究,并利用FLAC3D数值模拟方法,以锚固剂、锚固长度为研究参数,对围岩变形、锚杆受力以及塑性区分布规律进行分析、探究,确定科... 详细信息

为加强软岩巷道支护性能,改善锚杆支护设计及其参数,针对锚固系统中界面力学特征以及失效破坏模式进行试验探究,并利用FLAC3D数值模拟方法,以锚固剂、锚固长度为研究参数,对围岩变形、锚杆受力以及塑性区分布规律进行分析、探究,确定科学合理的软岩巷道支护参数。试验研究表明:钢筋—锚固剂界面剪切力学性能,随锚固剂由M20砂浆材料换为高纤维含量ECC-2%材料,其界面峰值剪切应力上涨了122%;当锚固剂—岩石界面黏结强度足够高时,影响其稳定性的主要因素即为岩石自身抗拉强度和内聚力;当采用锚固剂类型为ECC-2%且锚固长度为2.2 m的支护参数时,巷道顶板位移变形量、两帮位移、塑性区范围较优化前的方案分别降低了12.9%、29.15%、20.0%,锚杆最大轴力提高了95.5%。研究结果为软弱围岩支护参数的优化提供了科学依据,并且对于类似工程的支护设计和优化具有参考价值。

关键词：锚杆支护界面力学性能强化数值模拟

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汽车板成形极限预测公式研究

河北冶金 2024年第5期 40-45页

作者：李晓广张东凯何方余亚克连波穆康奇河钢集团邯钢公司技术中心河北邯郸056015

成形极限作为汽车板关键性能指标和零件变形失效的评价准则,在汽车零部件加工产业链中发挥着重要作用。基于成形极限预测公式,可以根据材料的常规力学性能指标,快速得到成形极限,避免繁琐耗时的检测实验,为钢铁材料企业利用大生产检测... 详细信息

成形极限作为汽车板关键性能指标和零件变形失效的评价准则,在汽车零部件加工产业链中发挥着重要作用。基于成形极限预测公式,可以根据材料的常规力学性能指标,快速得到成形极限,避免繁琐耗时的检测实验,为钢铁材料企业利用大生产检测得到产品成形极限指标提供重要理论和工具支撑。分析了国外学者提出的成形极限关键指标FLC_(0)的预测公式,对3种公式因计算结果差异导致评价准则不一致的问题,开展了22种汽车板产品成形极限检测,提出了根据FLC_(0)进行成形极限预测精度对比的分析方法。在完成单轴拉伸力学性能测试基础上,依据Keeler、Cayssials和Abspoel 3种预测公式得到FLC_(0)计算结果,对比分析得到3种公式的整体精度和适用的具体产品类别。研究结果显示,22种常用汽车板产品实测FLC_(0)与采用预测公式计算结果存在较高的相关性,但3种预测公式针对成形极限的预测结果差异明显,且由于公式采用的性能指标差异,导致各公式的整体通用性和具体汽车板产品的适用性均有所不同。

关键词：汽车板成形极限失效 FLC_(0) 预测精度

基于声发射RA-AF值与kneedle算法的岩石拉剪破裂分类研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S01期43卷 3267-3279页

作者：王聚贤梁鹏张艳博姚旭龙于光远郭斌华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 河北省矿山绿色智能开采技术创新中心河北唐山063210 河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司河北唐山063701

利用声发射RA和AF值进行岩石破裂过程裂纹分类识别时,分界线方程的准确确定至关重要。开展花岗岩剪切声发射监测试验,基于声发射RA-AF的裂纹分类方法,分析分界线方程斜率k和截距b对裂纹分类结果的影响规律,借助拐点监测kneedle算法,形... 详细信息

利用声发射RA和AF值进行岩石破裂过程裂纹分类识别时,分界线方程的准确确定至关重要。开展花岗岩剪切声发射监测试验,基于声发射RA-AF的裂纹分类方法,分析分界线方程斜率k和截距b对裂纹分类结果的影响规律,借助拐点监测kneedle算法,形成精确确定分界线方程的方法,在此基础上对裂纹分类结果进行分析。结果表明,分界线方程的斜率k值和b值均对裂纹分类结果有影响,影响程度与二者值的大小有关,存在临界斜率k_(0)和临界截距b_(0),小于临界值时分类结果受影响大,超过临界值时分类结果几乎不受影响。曲线拐点监测kneedle算法能够有效确定分界线斜率和截距的临界点,这为准确确定分界线方程中临界斜率k_(0)和截距b_(0)提供方法和依据。相比无截距时的分界线方程,若分界线方程存在截距b,剪裂纹占比会提升约20%。研究成果为确定声发射RA和AF值而进行岩石拉剪裂纹分类分界线方程提供了依据,有助于推动该方法在岩石力学方面的应用。

关键词：岩石力学声发射 RA值 AF值裂纹分类

新一代核压力容器候选材料SA508Gr.4N钢的研究进展

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热加工工艺 2024年 1-10+15页

作者：李林泽谢常胜代鑫田亚强陈连生华北理工大学冶金与能源学院中天钢铁集团(南通)有限公司技术中心

从SA508Gr.4N钢的工艺流程出发，对锻造工艺进行了总结，以便得到均匀细小的显微组织。阐述了合金元素、冷却速率及热处理参数等因素对SA508Gr.4N钢的力学性能的影响机理。结合核压力容器的服役环境，对SA508Gr.4N钢的疲劳性能进行了总... 详细信息

从SA508Gr.4N钢的工艺流程出发，对锻造工艺进行了总结，以便得到均匀细小的显微组织。阐述了合金元素、冷却速率及热处理参数等因素对SA508Gr.4N钢的力学性能的影响机理。结合核压力容器的服役环境，对SA508Gr.4N钢的疲劳性能进行了总结。详细分析了显微组织演化、M/A岛和碳化物等对SA508Gr.4N钢疲劳性能、疲劳裂纹萌生及疲劳裂纹扩展的影响机理。总结了SA508Gr.4N钢抗辐照硬化和脆化的影响机理，以及耐腐蚀性能。展望了核压力容器材料的发展方向和需要进一步研究的内容，以期提高核压力容器的服役寿命，确保在恶劣的环境下安全运行。

关键词：核压力容器 SA508Gr.4N钢力学性能疲劳性能辐照性能

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