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热轧U型冷却对带钢组织性能影响研究

四川冶金 2024年第4期46卷 18-24页

作者：赵虎余宣洵石东亚孙照阳马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000

410LA是用途广泛的汽车结构件,马钢在生产410LA初期出现头中尾性能差异大的现象,钢卷沿长度方向力学性能分布不均,头部、尾部的强度偏差较大,中间强度相对稳定。通分研究分析发现头部、中间、尾部位错强化、细晶强化以及析出强化效果不... 详细信息

410LA是用途广泛的汽车结构件,马钢在生产410LA初期出现头中尾性能差异大的现象,钢卷沿长度方向力学性能分布不均,头部、尾部的强度偏差较大,中间强度相对稳定。通分研究分析发现头部、中间、尾部位错强化、细晶强化以及析出强化效果不同,导致了钢卷不同部位的强化差别较大。本文通过热轧U型卷取工艺的开发投用,对带钢卷取温度进行差异化控制。试验结果表明热轧带钢头尾50米卷取温度进行50~100℃的补偿,降低了头中尾性能差异,能够显著提高钢卷性能的均匀性,屈服强度波动值由120 MPa降至40 MPa,抗拉强度波动值由70 MPa降至20 MPa。采用热轧U型冷却工艺还解决410LA因头、尾强度波动太大导致的酸轧厚度波动大、头尾板形不良等问题,提高冷轧工序生产和使用过程的稳定性。

关键词： U型冷却卷取温度 410LA 组织性能

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新型冷轧耐硫酸、盐酸腐蚀钢组织性能研究

材料开发与应用 2024年第2期39卷 57-62页

作者：俞波张宜吴浩马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000

以一种新型冷轧耐蚀钢为研究对象,分析了Mo、Sb等元素对实验钢的显微组织,力学性能,耐硫酸、耐盐酸腐蚀等性能的影响。结果表明:实验钢添加Mo、Sb等元素后,铁素体晶粒尺寸只有6.24μm,屈服强度为384 MPa,抗拉强度为459 MPa,伸长率为27.... 详细信息

以一种新型冷轧耐蚀钢为研究对象,分析了Mo、Sb等元素对实验钢的显微组织,力学性能,耐硫酸、耐盐酸腐蚀等性能的影响。结果表明:实验钢添加Mo、Sb等元素后,铁素体晶粒尺寸只有6.24μm,屈服强度为384 MPa,抗拉强度为459 MPa,伸长率为27.5%;在力学性能与SPA-C产品相当的基础上,实验钢在硫酸腐蚀环境下的腐蚀速率为0.14 mg/(cm^(2)·h),在盐酸腐蚀环境下的腐蚀速率为0.31 mg/(cm^(2)·h),实验钢的耐腐蚀性能较传统SPA-C的提升显著。

关键词：冷轧耐蚀钢硫酸腐蚀盐酸腐蚀组织性能

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正火工艺对EA1N车轴组织与性能的影响

金属加工（热加工） 2024年第6期 35-40页

作者：余亚东于文坛史娜姚三成刘学华邹强马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000

采用光学显微镜、力学性能测试,研究不同加热温度及保温时间对EA1N车轴钢正火态显微组织与力学性能的影响,且采用黑匣子(耐热温度记录仪)测试生产过程车轴温度变化,开展工艺优化后生产试验验证。结果表明:锻态EA1N车轴经正火后,显微组... 详细信息

采用光学显微镜、力学性能测试,研究不同加热温度及保温时间对EA1N车轴钢正火态显微组织与力学性能的影响,且采用黑匣子(耐热温度记录仪)测试生产过程车轴温度变化,开展工艺优化后生产试验验证。结果表明:锻态EA1N车轴经正火后,显微组织细化,铁素体含量降低,而强度略微下降,塑性明显提高;正火在保温时间为60min,温度在830~890℃之间时,对EA1N车轴组织及性能的影响不大,晶粒度为8~9级,屈服强度和抗拉强度极差均技术要求。

关键词： EA1N车轴正火组织力学性能

锰对免常化中牌号无取向硅钢热变形行为的影响

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钢铁 2024年第4期59卷 136-147页

作者：王永强陆勤阳李娜左锐裴英豪郑成思安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000

无取向硅钢免常化生产具有重要的节能降耗、低碳低成本意义,其实现需要合金成分的优化设计,Mn合金化是一种潜在的有效策略,但目前Mn在无取向硅钢热变形过程中的作用尚需全面认识。利用热力学相图计算、热模拟、组织表征分析等手段,研究... 详细信息

无取向硅钢免常化生产具有重要的节能降耗、低碳低成本意义,其实现需要合金成分的优化设计,Mn合金化是一种潜在的有效策略,但目前Mn在无取向硅钢热变形过程中的作用尚需全面认识。利用热力学相图计算、热模拟、组织表征分析等手段,研究了Mn含量对1.5%Si-0.3%Al无取向硅钢热变形行为的影响。建立了不同Mn含量试验钢的流变峰值应力本构方程,计算了热变形激活能和发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的关系,分析了不同变形条件下不同Mn含量试样的再结晶率和晶粒尺寸。结果表明,Mn含量越高,试样的热变形激活能越大;相同变形条件下,Mn含量越高,试样的流变应力越大,但发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的比例却降低;此外,Mn含量越高,试样中动态再结晶的比例越高,即Mn元素促进动态再结晶的发生,这对无取向硅钢的免常化生产有利。在变形温度下Mn含量越高,试验钢中的奥氏体含量越多,基体中固溶的Mn原子也越多。这一方面使得试样的变形抗力越大,热变形激活能越大、流变应力越大;另一方面,由于奥氏体层错能低,位错移动性较差、攀移或交滑移比较困难,动态回复受限,形变储存能可有效累积;再者,由于固溶原子更多,晶格畸变更严重,对位错运动的阻碍和存储效果更明显,也有利于形变储存能的累积。因此,动态再结晶发生得更充分。

关键词： Mn 无取向硅钢热变形行为本构方程动态再结晶

滑差率对动车组车轮钢滚动接触疲劳性能的影响研究

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摩擦学学报 2024年

作者：李俊曾东方鲁连涛宫彦华陈希邹朗西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室马鞍山钢铁股份有限公司技术中心

车轮滚动接触疲劳是影响列车运行安全和使用寿命的重要因素，轮轨间滑差率会对滚动接触疲劳损伤产生显著影响，为了分析滑差率对动车组车轮钢滚动接触疲劳性能的影响，本研究开展了水润滑条件下的车轮钢滚动接触疲劳试验，分析了不同滑... 详细信息

车轮滚动接触疲劳是影响列车运行安全和使用寿命的重要因素，轮轨间滑差率会对滚动接触疲劳损伤产生显著影响，为了分析滑差率对动车组车轮钢滚动接触疲劳性能的影响，本研究开展了水润滑条件下的车轮钢滚动接触疲劳试验，分析了不同滑差率条件下车轮钢的摩擦磨损行为和滚动接触疲劳损伤特征；通过安定图理论分析裂纹萌生行为，通过基于最大周向力准则和流体腔技术的有限元仿真分析裂纹扩展行为；在此基础上，阐明了滑差率对车轮钢滚动接触疲劳性能的影响机理。试验结果表明，随着滑差率的增加，车轮钢试样的牵引系数增加，磨损加剧，滚动接触疲劳寿命先减小后增大。通过安定图理论分析表明，随着滑差率增加，表面滚动接触疲劳损伤指数FIsurf增加，促进了疲劳裂纹萌生。有限元仿真分析发现，随着滑差率增加，裂纹等效应力强度因子峰值Kθ，max增加，促进了疲劳裂纹扩展。磨损的增加抑制了滚动接触疲劳裂纹的萌生和扩展。因此，滚动接触疲劳与磨损的竞争导致车轮试样的接触疲劳寿命随着滑差率的增加呈先减小后增大的趋势。本研究还发现，通过最大周向力准则和流体腔技术可预测水润滑条件下的车轮钢滚动接触疲劳裂纹扩展路径。

关键词：车轮钢滑差率滚动接触疲劳磨损有限元分析

回火温度对厚截面含钒中碳珠光体钢强韧性的影响

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金属世界 2024年第4期 69-73页

作者：史娜姚三成余亚东高伟邹强于文坛马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243002

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、硬度及断裂韧性实验等研究了回火温度对含钒中碳珠光体钢的显微组织及强韧性的影响。结果表明,距离喷水端不同距离处,实验钢的冷却速度差异较大,距离喷水端5 mm处冷速4~5℃/s,距离喷水端50 mm以上... 详细信息

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、硬度及断裂韧性实验等研究了回火温度对含钒中碳珠光体钢的显微组织及强韧性的影响。结果表明,距离喷水端不同距离处,实验钢的冷却速度差异较大,距离喷水端5 mm处冷速4~5℃/s,距离喷水端50 mm以上冷速约1℃/s。冷却未回火状态下,实验钢近喷水端的上表面组织中未发现第二相粒子,而离喷水端较远的下表面有少量V(C,N)粒子析出,且珠光体片层间距较大。420~520℃回火,实验钢的硬度随回火温度的提高而逐渐降低,断裂韧性呈现先增加后降低的趋势,在460℃回火时获得最大值83.5 MPa·m^(1/2)。当回火温度超过480℃后,组织中V(C,N)粒子逐渐粗化,硬度和韧性随之下降。

关键词：回火温度珠光体钢第二相粒子珠光体片层间距冷却速度断裂韧性强韧性厚截面

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无取向硅钢无铬环保涂层激光焊接性能研究

电工钢 2024年第3期6卷 16-20页

作者：戴小华陆天林占云高施立发马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000

通过金相显微镜、电子背散射衍射(EBSD),研究了无取向硅钢涂层厚度、涂层种类、焊接工艺对焊接性能的影响。研究结果表明,在本实验条件下,涂层厚度与焊接起泡面积百分数呈正比,涂层中的有机物是影响焊接起泡的主要因素,焊接过程中,组织... 详细信息

通过金相显微镜、电子背散射衍射(EBSD),研究了无取向硅钢涂层厚度、涂层种类、焊接工艺对焊接性能的影响。研究结果表明,在本实验条件下,涂层厚度与焊接起泡面积百分数呈正比,涂层中的有机物是影响焊接起泡的主要因素,焊接过程中,组织由等轴晶逐渐长大,形成柱状晶,最终形成较大、较均匀的大晶粒。

关键词：无取向硅钢环保涂层焊接性能

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硫化锰复合夹杂物对车轮钢疲劳性能的改善

炼钢 2024年

作者：郭俊波沈昶陆强马鞍山钢铁股份有限公司技术中心轨道交通关键零部件安徽省技术创新中心

开展了含Al2O3夹杂和Mn S包裹Al2O3夹杂形成的MnS复合夹杂车轮钢疲劳性能的对比试验，研究了两种夹杂物对车轮钢疲劳性能的影响。此后，基于数值计算从材料内部相变残余拉应力和外力应力集中两个角度阐述了夹杂物对疲劳的影响机理。研... 详细信息

开展了含Al2O3夹杂和Mn S包裹Al2O3夹杂形成的MnS复合夹杂车轮钢疲劳性能的对比试验，研究了两种夹杂物对车轮钢疲劳性能的影响。此后，基于数值计算从材料内部相变残余拉应力和外力应力集中两个角度阐述了夹杂物对疲劳的影响机理。研究发现，MnS复合夹杂物降低了夹杂物与基体间的相变残余拉应力和外力应力集中，提高了夹杂物与基体间的变形协调能力，从而提高了疲劳裂纹萌生寿命。减小夹杂物尺寸会缓解其外力应力集中，相比于MnS复合夹杂，Al2O3夹杂物的直径变化更显著地影响其周围径向应力的分布。在夹杂物尺寸相近的情况下，含MnS复合夹杂物试样的疲劳寿命高于含Al2O3夹杂试样。

关键词：车轮钢夹杂物疲劳性能应力集中残余应力

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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北京100081 鞍钢股份有限公司技术中心辽宁鞍山114009

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(... 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(930~1180℃)、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1180℃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1070 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