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热等静压对ZTA15钛合金组织及性能的影响分析

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物理测试 2024年第2期42卷 1-6页

作者：李好峰车立达冯佳奇程经纬司欣龙张淑兰钢研昊普科技有限公司北京100081 钢铁研究总院有限公司北京100081

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站和电子万能试验机等测试分析方法研究了热等静压处理前后ZTA15钛合金显微组织的演变规律及其对力学性能和电化学性能的影响。结果表明,铸造态ZTA15的低倍组织形貌表现为粗大的初... 详细信息

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站和电子万能试验机等测试分析方法研究了热等静压处理前后ZTA15钛合金显微组织的演变规律及其对力学性能和电化学性能的影响。结果表明,铸造态ZTA15的低倍组织形貌表现为粗大的初始β晶粒,微观组织结构为典型的魏氏组织和网篮组织结构。经过热等静压高温高压共同作用后,ZTA15钛合金发生了蠕变和塑性变形,内部缺陷愈合,组织较铸态明显均匀且α相和β相都发生长大,材料的屈服强度和抗拉强度稍有下降,但是耐腐蚀性能提高,断后伸长率和断面收缩率显著提高。

关键词：热等静压 ZTA15 显微组织电化学性能力学性能

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DD494合金叶片返回料的热处理

金属热处理 2024年第6期49卷 1-7页

作者：杨姗洁郝志博袁晓飞北京钢研高纳科技股份有限公司

研究了3种热处理工艺对DD494合金叶片返回料组织、持久性能及断裂模式的影响。通过金相观察法确定合金的初熔温度，采用扫描电镜(SEM)分析了不同固溶处理温度对合金γ/γ′共晶溶解程度及γ′相形貌的影响，以及不同一级时效处理温度对... 详细信息

研究了3种热处理工艺对DD494合金叶片返回料组织、持久性能及断裂模式的影响。通过金相观察法确定合金的初熔温度，采用扫描电镜(SEM)分析了不同固溶处理温度对合金γ/γ′共晶溶解程度及γ′相形貌的影响，以及不同一级时效处理温度对γ′相尺寸及分布的影响。结果表明，合金的初熔温度在1310～1315℃之间。经1300℃×4 h固溶处理并空冷后，合金中γ/γ′共晶数量较1290℃×4 h固溶处理后有所降低，且γ′相更为细小。较单步固溶处理而言，分段固溶处理工艺能降低合金中的共晶含量。一级时效处理温度由1080℃升高到1140℃,析出的γ′相有所长大，同时在γ基体中观察到大量细小二次γ′相。合金的最佳热处理工艺为分段固溶+高温一级时效+二级时效，即1280℃×1 h+1290℃×2 h+1300℃×6 h, AC+1140℃×3 h, AC+870℃×20 h, AC,该工艺下的合金平均持久寿命达到175.05 h,较经单步固溶+低温一级时效+二级时效处理的试样平均持久寿命提高一倍以上。

关键词： DD494合金叶片返回料热处理 γ′析出相持久断裂机制

GH4738高温合金高通量双锥试样设计及晶粒组织演变

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 169-183页

作者：韩屹章曲敬龙杨成斌王广磊张华江亮陈淑英孟范超烟台大学精准材料高等研究院烟台264005 北京钢研高纳科技股份有限公司变形高温合金事业部北京100081 四川钢研高纳锻造有限责任公司德阳618099

在高温合金领域,双锥试样被广泛用于高通量研究热加工工艺与组织关系。针对GH4738高温合金,本文通过有限元分析,设计了一种在压缩过程中具有较小等效应变速率波动的双锥试样,并研究了其对晶粒尺寸的影响及其温度依赖性,进而研究了在变... 详细信息

在高温合金领域,双锥试样被广泛用于高通量研究热加工工艺与组织关系。针对GH4738高温合金,本文通过有限元分析,设计了一种在压缩过程中具有较小等效应变速率波动的双锥试样,并研究了其对晶粒尺寸的影响及其温度依赖性,进而研究了在变形温度为1000~1160℃、应变速率为2 s^(-1)和14 s^(-1)、工程应变为30%、50%、70%的条件下合金的晶粒演变。结果表明:等效应变速率的波动会影响变形后合金的晶粒尺寸,并且具有变形温度依赖性。所设计的双锥试样有利于精确研究等效应变与晶粒组织关系。热压缩实验表明,合金的软化以非连续动态再结晶为主,热加工窗口为变形温度1030~1080℃、应变速率14 s^(-1)、工程应变50%~70%。

关键词： GH4738高温合金高通量双锥试样热加工工艺晶粒组织

基于ProCAST的大尺寸空心定向叶片数值模拟

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特种铸造及有色合金 2024年第2期44卷 170-176页

作者：李杨房雨萌代淑荣刘蓓蕾吴保平吴剑涛李俊涛北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 河北钢研德凯科技有限公司涿州072750

采用ProCAST软件研究了DZ409合金大尺寸空心定向叶片精密铸造过程的温度场,分析了固液界面前沿的变化,研究了定向凝固过程中浇注温度、型壳温度、拉晶速率对温度场、凝固参数、应力场的影响,并通过G(温度梯度)/R(凝固速率)分析优选工艺... 详细信息

采用ProCAST软件研究了DZ409合金大尺寸空心定向叶片精密铸造过程的温度场,分析了固液界面前沿的变化,研究了定向凝固过程中浇注温度、型壳温度、拉晶速率对温度场、凝固参数、应力场的影响,并通过G(温度梯度)/R(凝固速率)分析优选工艺模拟凝固组织。结果显示,当浇注温度和模具温度均为1560℃时,铸件不同位置的温度梯度与G/R值较大,有利于定向凝固柱状晶的生长。低拉晶速率可以获得较大的温度梯度、G/R值,有利于定向柱状晶粒生长。通过选择合适的浇注温度和拉晶速率,可显著改善叶身的晶粒取向。对模拟得到的较优工艺进行试验验证,发现晶粒取向与模拟结果一致。

关键词：定向叶片 ProCAST 精密铸造

热处理制度对K417G铸造高温合金组织和性能的影响

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铸造 2024年第2期73卷 150-153页

作者：谢秋峰熊家帅代淑荣王晓慧陈兴福吴剑涛朱小平北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 河北钢研德凯科技有限公司河北保定071000

对K417G合金经过“1080℃/4h,AC+870℃/12h,AC”固溶+时效热处理后的显微组织、性能进行了研究。结果表明,与铸态相比,经“1080℃/4 h,AC”固溶处理后,铸态部分γ′相已经溶解,并且初生γ′相附近聚集着尺寸更小的二次γ′相颗粒;室温... 详细信息

对K417G合金经过“1080℃/4h,AC+870℃/12h,AC”固溶+时效热处理后的显微组织、性能进行了研究。结果表明,与铸态相比,经“1080℃/4 h,AC”固溶处理后,铸态部分γ′相已经溶解,并且初生γ′相附近聚集着尺寸更小的二次γ′相颗粒;室温抗拉强度和塑性提高,而900℃抗拉强度变化不大,塑性指标却明显降低。再经“870℃/12 h,AC”时效处理后,γ′相呈现为规则的立方形,二次γ′相有所长大,尺寸约为20~100 nm;900℃塑性指标有一定提升,其他力学性能与铸态相比变化不明显。

关键词： K417G 热处理显微组织力学性能

关于埋地防腐层管道直流电位梯度(DCVG)测量与%IR计算的讨论

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中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 512-518页

作者：刘国北京凯斯托普科技有限公司北京100028

直流电位梯度法(DCVG)是一种用于防腐层缺陷评估的间接测量方法。DCVG检测的实施对直流测试电流以及中断器的设置都有一定的要求,但这些技术细节在现场实际工作中往往被忽略。%IR是DCVG方法中用于评价防腐层破损严重程度的参数,对于该... 详细信息

直流电位梯度法(DCVG)是一种用于防腐层缺陷评估的间接测量方法。DCVG检测的实施对直流测试电流以及中断器的设置都有一定的要求,但这些技术细节在现场实际工作中往往被忽略。%IR是DCVG方法中用于评价防腐层破损严重程度的参数,对于该参数的计算和应用,在管道业界存在诸多误区,比如测试电流的大小和通断周期的选取有误、在评价时未考虑土壤电阻率和埋深等影响因素等。本文针对DCVG的测试电流要求以及%IR的原理和计算方法进行了研究和讨论,明确了开展DCVG测试的信号强度要求,分析了对%IR值存在影响的因素,指出了利用%IR评价破损点大小和严重程度仍具有不确定性。

关键词：直流电位梯度 %IR 防腐层阴极保护外检测

激光诱导击穿光谱技术对钕铁硼永磁材料中多元素的定量表征

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 141-147页

作者：刘佳郭飞飞于雷崔飞鹏赵迎韩冰沈学静王海舟钢铁研究总院北京100081 钢研纳克检测技术股份有限公司纳克研究院北京100081

“磁王”钕铁硼是现今性能最为优异的永磁体,因其优异的磁性能被广泛应用于工业互联网、新能源、 5G通讯等诸多高新科技领域。目前研究钕铁硼材料中元素成分的主要分析方法有电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线荧光光谱(XRF),其... 详细信息

“磁王”钕铁硼是现今性能最为优异的永磁体,因其优异的磁性能被广泛应用于工业互联网、新能源、 5G通讯等诸多高新科技领域。目前研究钕铁硼材料中元素成分的主要分析方法有电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线荧光光谱(XRF),其中ICP-OES是湿法分析,样品前处理复杂,测试周期长,而XRF法可实现直接分析,但受制于其轻元素的检测能力很难满足对钕铁硼材料中主要轻元素B的分析需求。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具有分析效率高,样品前处理简单,多元素直接分析,适用于现场分析、在线分析等技术优点,使其在快速定量表征方面展现出其独有的优势。运用LIBS分析技术开展对钕铁硼材料中多元素定量表征的直接、快速分析的方法研究,首先针对钕铁硼材料中定量表征的九个元素Nd、 Co、 B、 Dy、 Tb、 Pr、 Cu、 Al、 Ga完成特征谱线的筛选,通过对系统激光器电压、激光剥蚀方式等因素在不同条件下对钕铁硼材料光谱信号稳定性的影响分析,优化并确立了分析条件,最终选用720V的激光器电压,15个预剥蚀脉冲15个剥蚀脉冲的激光剥蚀方式为钕铁硼样品的分析条件;其次,选取8个通过ICP-OES法定值的烧结钕铁硼样品,样品具有元素成分的梯度差异化特征,作为建立分析方法的标准样品,采用标准曲线法通过相对强度与浓度的关联方式,建立钕铁硼样品中Nd、 Co、 B、 Dy、 Tb、 Pr、 Cu、 Al、 Ga九个元素的定量分析校准曲线;最后选取两个烧结钕铁硼试样,运用建立的定量分析方法完成九个元素的定量表征,分析时间小于30 s,其定量结果与ICP-OES法测定结果的比对,具有较好的一致性。运用激光诱导击穿光谱分析技术实现了对钕铁硼材料中多元素成分的直接、同时、快速定量表征,为钕铁硼材料的快速定量表征提供了新的技术思路和表征方法。

关键词：激光诱导击穿光谱钕铁硼定量表征

基于电感耦合等离子体质谱仪开发的检测器检测模式校正方法

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冶金分析 2024年第6期44卷 1-10页

作者：李凯王雷王海舟钊金辉王小龙方哲钢铁研究总院有限公司钢研纳克检测技术股份有限公司

电感耦合等离子体质谱具有灵敏度高、检出限低等优点，是痕量元素强有力的分析手段之一。然而，许多应用要进行主量元素和痕量元素的同时测量，这就要求仪器具备宽的线性动态范围。基于电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)用双模式检测器，... 详细信息

电感耦合等离子体质谱具有灵敏度高、检出限低等优点，是痕量元素强有力的分析手段之一。然而，许多应用要进行主量元素和痕量元素的同时测量，这就要求仪器具备宽的线性动态范围。基于电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)用双模式检测器，研究了一种此类检测器检测模式的校正方法，即脉冲-模拟(PA)校正方法。首先根据所要达到的动态范围，确定检测器负高压和正高压，并获取检测器合适阈值电压，确保待测信号被采集到，噪声信号被去除(220 u处计数值小于0.1 cps);然后确定碰撞反应池的He流量，使得待测元素在0.1 ng/L浓度时计数小于10 cps;最后进行信号测试，确定重叠区元素及其测试数据，计算其脉冲-模拟校正系数，简称PA系数，并对其进行三次多项式拟合，得到全质量范围元素的PA系数。选用样条插值与三次多项式进行拟合方式对比，结果表明，在2～250 u全质量数范围内，三次多项式拟合数据更接近原始数据趋势；选用线性动态范围为9个数量级的低、中、高质量数元素Be、Cd、U(0.1 ng/L～100 mg/L)对本校正方法进行了验证，结果表明，校准曲线的决定系数均为1.000,且测得数据对数坐标下校准曲线的决定系数均大于0.999 5;选用高温合金标准物质GBW01636中含量跨度有4个数量级的Cu、Ga、As、Bi进行验证，结果显示测定值与认定值基本一致。采用本校正方法可实现线性动态范围达9个数量级的主量元素和痕量元素的同时测定，满足了某些应用中宽浓度范围的测试需求。

关键词：电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS) 检测模式脉冲-模拟(PA)校正线性动态范围数据拟合

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中国钢铁行业数字化碳管理发展探讨

工程科学学报 2024年第2期46卷 209-217页

作者：李涛郦秀萍上官方钦张巍周继程倪冰段志伟滕国翔中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心北京100081 北京金自天正智能控制股份有限公司北京100070

为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术... 详细信息

为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术赋能钢铁行业应用架构,通过分析钢铁行业数字化碳管理的典型案例,讨论了不同阶段数字化碳管理体系建设的侧重点,并针对性地提出了相应的应对策略.本文提出的数字化碳管理的架构应该主要包括四个层次:基础设施层&数据采集层、数据运算层、业务应用层和用户层.数字化碳管理在钢铁行业的应用场景应该主要包括碳核算、碳账户、碳全景、碳结构&碳比对、碳交易、碳报告、碳咨询、能碳协同、低碳指数、供应链产品碳足迹管理,产品实时碳足迹跟踪、数字化碳标签、识别节能潜力和生态设计等.通过研究钢铁行业数字化碳管理的典型应用案例,探讨了数字化碳管理技术应用在钢铁行业的展望,按照钢铁行业是否纳入全国碳交易市场,将中国钢铁行业数字化碳管理体系的建设分为两个阶段,认为政府部门应该发挥在数字化碳管理体系建设过程中的主导作用,在健全数字化碳管理相关标准和法规体系的同时,应该注重数字化碳管理人才的培养,紧密对接企业现有的信息化系统,并提出了“六化一体+多平台”的钢铁行业数字化碳管理的发展趋势,即“一主体+多平台”的低碳产品评价认证体系,和具有标准化、国际化、一体化、安全化、资产化和本土化特点的数字化碳管理体系.将数字化碳管理技术应用到钢铁行业,能够更好地解决钢铁行业碳管理的乱象和企业碳管理的痛点,降低钢铁行业碳管理的门槛,提高钢铁行业碳管理的效率,保障碳数据在传递过程中的安全.

关键词：数字化技术碳管理碳达峰碳中和钢铁行业