2022年, 第39卷, 第6期　刊出日期：2022-12-28

  

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  序言——东大RAL专刊

  王国栋

  轧钢. 2022, 39(6): 1-1.

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  创建钢铁企业数字化创新基础设施 加速钢铁行业数字化转型

  王国栋

  轧钢. 2022, 39(6): 2-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220601

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  人类社会进入数字时代,数据成为关键生产要素,数据分析成为解决不确定性问题的最有效的新方法。钢铁行业必须与数字经济、数字技术相融合,发挥钢铁行业应用场景和数据资源的优势,以工业互联网为载体、以底层生产线的数据感知和精准执行为基础、以边缘过程设定模型的数字孪生化和CPS化为核心、以数字驱动的云平台为支撑,建设钢铁企业数字化创新基础设施,加速建设数字钢铁,实现钢铁行业的数字化转型和高质量发展。
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  高品质钢铁材料轧制加工新技术研究进展及发展趋势

  袁国, 王国栋

  轧钢. 2022, 39(6): 12-28.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220602

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  近10年来,我国钢铁材料轧制领域在工艺、装备以及流程等方面均取得了显著进步。回顾了我国热轧钢材在线组织性能调控技术、离线热处理技术、铸-轧一体化短流程技术以及轧制过程自动化等技术的研究和应用进展,并指出铸-轧界面高效高质化技术、轧制过程高效均质化技术、铸轧短流程高质化以及轧制加工数字化技术等,是轧制领域重要的发展方向。
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  板带热轧过程耦合机器学习及生产过程多目标优化

  刘振宇, 周晓光, 曹光明, 吴思炜, 王国栋

  轧钢. 2022, 39(6): 29-36.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220603

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  针对板带热轧过程集成化程度极高、工序较多且材料与力学现象强耦合的特点,按常规自动化控制方法只能关注局部优化,时常以降低其他性能为代价,成为阻碍热轧板带综合质量提升的主要瓶颈。为解决这一难题,采用人工智能理论的机器学习方法,将物理冶金学理论模型与数据(热轧生产大数据+冶金与材料学实验数据)有机结合,开发了综合反映热轧板带全流程组织演变、表面氧化及力能参数变化的数字孪生系统。以此为基础,采用多目标智能优化理论和算法,开发出热轧工艺参数全局寻优的逆向优化系统并在实际生产中得到应用,实现了板带热轧过程中氧化铁皮厚度与结构演变、显微组织演变及道次轧制力的在线软测量。结合多目标优化,在提升热轧板带表面质量及其性能稳定性方面在工业生产中效果明显,为综合、全面解决热轧板带组织性能优化、表面质量提升及板形与尺寸精确控制方面存在的关键难题提供了新的技术方案。
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  板带材生产全流程数字孪生模型及信息物理系统研究现状与趋势

  孙杰, 叶俊成, 彭文, 张殿华

  轧钢. 2022, 39(6): 37-45.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220604

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  板带材生产具有难以精确建模、运行状态不可测、非线性动态耦合等特征,限制了产品质量和产线运行水平进一步提升。如何提高模型精度与复杂工况的动态适应能力,实现工序内和工序间的各层次协调优化,是板带生产面临的挑战性问题。研究高维动态工业大数据预处理、分布均衡化与特征提取方法,以集成学习建模对多工序动态运行指标进行评价;构建高精度动态数字孪生模型;开发运算速度快、具有柔性约束处理能力的多目标优化算法;构建以动态数字孪生为核心、以协调优化为特征的全流程、多层次信息物理系统,提高生产过程对于复杂多变工况的适应能力,以多层次协调实现工艺参数和过程控制能力的优化配置,并形成流程工业数字孪生模型和信息物理系统的普适性构建方法,是将来板带生产研究的重点。
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  中厚板热处理线智能生产数字化技术研究进展与应用

  李家栋, 李勇, 王国栋

  轧钢. 2022, 39(6): 46-51.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220605

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  当前,我国钢铁行业数字化转型已成为必然趋势。针对大多中厚板企业热处理产线还依靠人工管控,能源消耗、物流优化、信息化与智能化水平还有待提升的现状,推进中厚板热处理产线数字化建设,加速区域内流程业务系统互联互通和工业数据集成共享,实现生产过程和质量的一体化和智能化管控,已成为中厚板热处理线智能生产的发展趋势。介绍了东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(RAL)团队在中厚板热处理线实现智能生产的数字化技术方面的研究进展和应用情况,为我国中厚板热处理线智能生产提供了技术支撑。
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  中厚板轧制过程高精度智能化控制系统的研发进展与应用

  矫志杰, 何纯玉, 赵忠, 吴志强, 王君

  轧钢. 2022, 39(6): 52-59.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220606

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  中厚板轧机自动化控制系统水平决定着中厚板产线的工艺装备和产品水平。长期以来我国中厚板轧机自动化控制系统依赖进口,价格昂贵且核心工艺软件为黑箱,后期的系统优化和产品开发困难。为了解决上述问题,东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室开发出具有完全知识产权的中厚板轧机自动化化控制系统。介绍了该系统的核心技术,其采用多层级分布式自动化控制系统架构,选用通用控制系统硬件,应用虚拟化系统平台,对自动化系统进行合理的功能结构设计,满足了中厚板产线工艺控制要求;采用自适应控制技术,解决了中厚板非稳态轧制过程的厚度精度问题;基于机器视觉技术,实现了中厚板轧制过程的平面形状、自动转钢、镰刀弯和翘扣头的智能化控制。开发的中厚板轧机自动化控制系统和相关控制技术已经在国内20余条中厚板生产线上推广和应用,每年可为企业创造数十亿的经济效益。
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  高等级钢板辊式淬火新技术研发进展与应用

  付天亮, 韩毅, 邓想涛, 刘光浩, 王国栋

  轧钢. 2022, 39(6): 60-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220607

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  高等级特种钢板是国家重要原材料,随着钢板规格拓展至极薄2 mm级、特厚300 mm级、超宽5 m级,大宽厚比条件下钢板热处理温度敏感性增加,淬火畸变、应力集中、心部冷速不足、性能均匀性恶化等问题加剧,温度场-组织场-应力场多物理场耦合控制难度增大,导致钢板强韧性提升受限、服役性能不足、成材率低。为此,东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室基于淬火流场、温度场、组织应力场耦合换热机制研究,开发出高强均匀射流淬火技术、极薄钢板辊压式淬火技术和厚钢板连续辊式淬火技术,建立了淬火工艺模型与智能化控制-学习系统,实现了2~300 mm厚、最宽5 m级钢板高平直度、高均匀性淬火热处理,满足了国家重点领域的需要。
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  基于机器视觉的宽厚板平面形状CPS智能优化系统的开发

  李旭, 丁敬国, 周平, 曹剑钊, 黄少文

  轧钢. 2022, 39(6): 67-74.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220608

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  钢板平面形状的高精度控制是提高宽厚板生产成材率的关键,然而平面形状测量手段的缺乏,使得产品生产过程中的平面形状控制异常困难。依托国内某4 300 mm宽厚板产线,研制了钢板平面形状在线检测装置,实现了钢板平面轮廓形状的精确测量,宽度检测精度达到±2 mm,长度方向检测误差小于5‰,侧弯量检测精度达±5 mm,头尾不规则变形区检测精度达±2 mm。同时,基于视觉测量结果,开发了宽厚板平面形状CPS智能优化系统,在信息空间建立起宽厚板平面形状的准确映射。通过在信息空间中的优化计算与决策,对物理空间的组板、轧制和剪切关键工序参数进行优化控制和动态调整,实现了宽厚板“组板-轧制-剪切”的多工序优化控制。该系统的成功应用,使得产线工序间协同效率得到了有效提升,有效提高了宽厚板产线的综合成材率和生产效率,同时降低了生产成本。
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  基于多源数据和多模型融合的板形CPS系统研究与应用

  丁敬国, 刘方路, 杜昊展, 李旭, 张殿华

  轧钢. 2022, 39(6): 75-83.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220609

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  宽厚板板形控制具有多变量、强耦合、非线性和遗传性等特点,过程输入条件、状态变量和控制目标之间的关系复杂,传统机理模型在提高中厚板板形控制精度方面效果不理想。为解决轧制力、轧辊磨损等参数设定精度差引起的板形控制精度低的问题,引入宽厚板生产过程数据融合机理模型的建模思想,利用机器学习算法的非线性拟合能力,构建了基于ELM的轧制力设定模型和基于GA-ANN的轧辊磨损模型,然后将轧制力预测结果和轧辊磨损预测结果作为板凸度预测的输入变量,同时引入基于机理模型的轧辊辊系变形模型及弯辊力模型计算结果作为输入量,构建了基于机理和数据驱动融合的板凸度CNN模型。在此基础上,开发了基于多源数据与多模型融合的板形智能控制CPS系统,板凸度的命中率由90.4%提升至96.5%以上,因板形问题导致的产品降级比例下降35.5%。
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  基于机器视觉的钢板物料跟踪系统研究与应用

  田勇, 王丙兴, 张田, 黄铮迪

  轧钢. 2022, 39(6): 84-90.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220610

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  在流程复杂的钢板生产过程中,将板号串入信息流并实现物料跟踪,依赖于大规模的板号识别。自然场景下的文本识别技术较为成熟,但受制于稳定性和适用性,难以应用于工业生产。针对复杂工业环境,提出一种基于注意力机制的3段式板号识别算法:首先采用残差卷积神经网络(ResNet)提取图像的特征,然后使用双向长短时记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory, BiLSTM)生成序列的关系,最后利用注意力机制(Attention Mechanism)对输入特征序列进行解码预测。该算法在某钢铁企业热处理车间得到了应用。结果表明:可以对钢板实现准确定位,并具有较高的识别准确率;在实现高效准确物料跟踪的同时,有效解决了生产过程中钢板表面手写笔迹难以识别的问题。
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  基于贝叶斯优化XGBoost模型的热轧中厚板终冷温度预测

  杜岩, 王义铭, 张田, 田勇, 王丙兴

  轧钢. 2022, 39(6): 91-98.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220611

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  轧后冷却是影响钢板组织性能的重要工序之一,其中终冷温度是冷却过程的关键控制参数。由于传统的温控数学模型与自学习模型精度较差,因此为了提高终冷温度预测的精度,采用贝叶斯优化XGBoost模型对终冷温度进行回归预测,以冷却速率、总流量、开启集管数和化学成分等15个变量作为模型的输入,终冷温度作为模型输出,通过BO-XGBoost模型预报终冷温度。同时,对比了BP神经网络模型、默认超参数XGBoost模型和BO-GBDT模型的回归效果。结果表明:BO-XGBoost模型的训练集和测试集具有较高的决定系数和较低的误差,说明模型具有很好的泛化性、鲁棒性和非线性拟合能力,相较于经典数学模型提高了终冷温度预测精度。
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  基于类别特征梯度提升的冷轧带钢板形预测模型

  丁肇印, 丁成砚, 孙杰, 张殿华

  轧钢. 2022, 39(6): 99-105.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220612

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  板形控制是冷轧带钢生产过程的核心技术。为了提升板形预设定和闭环反馈控制效果,建立高精度的板形预测模型非常必要。提出了一种基于类别特征梯度提升的冷轧带钢板形预测模型,通过某1 450 mm冷连轧生产线采集的生产数据建立模型,采用贪婪搜索和交叉验证的方式进行超参数设置,以自适应提升模型、梯度提升决策树模型和深度学习神经网络模型作为对比。结果表明:类别特征梯度提升模型的RMSE为0.666 IU,并且有90.397%的预测数据绝对误差小于1 IU,较其他3种模型有更好的表现,对冷轧带钢板形预测有更好的鲁棒性和预测精度。
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  搪瓷钢组织性能及氢渗透行为研究

  吴红艳, 杜林秀, 孙士垚, 高秀华

  轧钢. 2022, 39(6): 106-112.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220613

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  为提高高强双面搪瓷钢的抗鳞爆性能及力学性能,采用光学显微镜、电子探针、透射电镜、拉伸试验机、摆锤式冲击试验机和金属氢渗透性能测试仪等设备,研究了热轧、模拟搪烧工艺对搪瓷钢显微组织、力学性能和氢渗透行为的影响规律。结果表明:热轧态钢板的显微组织主要为不规则多边形铁素体和片层状珠光体,在铁素体晶界处和晶粒内部存在大量游离的渗碳体;经两次模拟搪烧后,钢板的屈服强度大于335 MPa,抗拉强度大于429 MPa,氢渗透时间大于8 min;终轧温度为830 ℃时,搪烧后钢板抗鳞爆性能较好,且具有较好的力学性能,满足使用要求。
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  纵筋板筋高沿宽向分布规律的研究

  龚殿尧, 曹菡, 孙晨熙, 徐建忠, 赵宪明, 姜正义

  轧钢. 2022, 39(6): 113-120.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220614

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  纵筋板是一种异型钢板,钢板的一面带有若干纵向凸筋,均匀分布的纵筋有利于提高钢板的结构强度并减少钢材用量,但筋高不均将严重影响纵筋板的刚度。针对轧制纵筋板的筋高沿宽向分布不均匀问题,即边部纵筋略低于其他纵筋,对次边部纵筋和边部纵筋及其相邻基板进行了受力分析,指出了造成宽向筋高分布不均的原因是孔型沟槽及边部金属对于金属横向流动的阻碍作用不同;采用ABAQUS有限元模拟计算软件建立了纵筋板轧制过程模拟计算模型,对比分析次边部纵筋和边部纵筋横断面上厚向、宽向和轧向的应力和应变分布,得出厚向应力偏差张量减小是边部纵筋高度降低的力学原因;在受力分析基础上,建立了避免边部筋高差的必要边部宽度的计算模型。在实验室内开展纵筋板轧制实验,基于模拟计算得出的规律,采用所建模型调整纵筋板侧边宽度,使纵筋板宽度方向上筋高的均匀性得到了保证,将实验所得的轧件外形与模拟计算结果对比,二者吻合较好。
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  Al-Si镀层热冲压钢的研究现状

  曾林林, 杨达朋, 易红亮

  轧钢. 2022, 39(6): 121-131.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220615

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  热冲压成形解决了钢材强度与成形性之间的矛盾,目前抗拉强度超过1 500 MPa的汽车零件只能通过热冲压工艺生产。为避免钢板在热冲压加热过程中的氧化与脱碳,通常在钢板表面涂镀一层Al-Si合金。结合Al-Si镀层热冲压钢的研究现状,综述了热冲压过程中Al-Si镀层微观组织演变及其对热冲压钢弯曲韧性的影响机理。奥氏体化加热过程中,Al-Si镀层与钢基体发生Fe、Al、Si元素相互扩散,镀层组织转变为由Fe-Al或Fe-Al-Si金属间化合物组成的多层结构,部分基体组织转变为富Al的α-Fe相互扩散层。Al-Si镀层通常会降低热冲压钢的弯曲韧性,目前学术界对Al-Si镀层降低热冲压钢弯曲韧性的原因尚未形成统一的认识,主要解释有:(1)镀层中裂纹尖端产生的应力集中促进了裂纹在基体的扩展;(2)奥氏体化过程中镀层与基体界面迁移导致的界面C富集使界面处容易产生裂纹。Al-Si镀层对热冲压钢弯曲韧性的影响机理以及提高Al-Si镀层热冲压钢弯曲韧性的方法尚需进一步研究。
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  Ti-Mg氧化物型热轧变厚度钢板的组织演变和力学性能研究

  武承远, 王超, 唐帅, 袁国, 王国栋, 杨颖

  轧钢. 2022, 39(6): 132-144.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220616

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  纵向变厚度钢板具有轻量化、节约、环保的优点,应用于船舶、桥梁等领域。由于不同厚度部位的变形和冷却参数不同,容易产生组织性能不均的问题,其生产难度明显大于等截面钢板。针对变厚度钢板的组织调控,提出氧化物析出控制与控轧控冷相结合的技术思路,开展了实验研究,探索了不同变形冷却条件下Ti-Mg氧化物型热轧变厚度钢板组织演变规律,考察了不同板厚热轧组织性能调控效果。结果表明:Ti-Mg实验钢中的典型夹杂物为MgO-TiO-MnS-TiN型复相析出物,可有效促进晶内针状铁素体形核。实验钢过冷奥氏体连续冷却转变过程中,随着冷速的增加,发生多边形铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体和板条贝氏体的转变;随着变形量的增大,其CCT曲线中各相变区间向上方移动。实验钢在未变形条件下宏观维氏硬度高于变形条件下的硬度,并且各变形条件下的硬度基本一致。在高温轧制和控制冷却条件下,12、20 mm两种厚度实验钢板的组织均为针状铁素体;12 mm厚钢板的屈服强度为426 MPa,冲击功为186 J;20 mm厚钢板的屈服强度为407 MPa,冲击功为190 J。
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  屈服强度1 400 MPa级超高强钢的研发及应用

  蔡易辰, 吴昊, 梁亮, 肖爱达, 邓想涛, 王昭东

  轧钢. 2022, 39(6): 145-152.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220617

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  随着装备制造不断向着大型化、高端化和轻量化方向发展,对所使用结构钢板的强度、强韧性等提出了更高的要求。通过低碳当量和微合金化的成分设计,利用控制轧制和热处理相结合的方法,并协同细晶强化和纳米析出强化等方式,获得了强韧性匹配良好的屈服强度1 400 MPa级别超高强结构钢板,分析了不同热处理工艺对试制钢板组织和力学性能的影响规律,并在国内某钢企进行工业化试生产。结果表明:试制钢板在920 ℃淬火、180 ℃回火后,获得超细晶的回火板条马氏体组织,此时的强韧性配比最佳,屈服强度大于1 400 MPa,抗拉强度大于1 600 MPa,伸长率大于11%,-40 ℃冲击功大于40 J,产品综合性能良好。
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  Ti微合金化集装箱用钢流变应力模型

  姜珊, 马鑫, 周晓光, 刘振宇

  轧钢. 2022, 39(6): 153-158.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220618

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  为精准预测轧制力并合理制定轧制工艺,采用MMS-300热模拟试验机对Ti微合金化集装箱用钢进行单道次压缩实验,研究其高温变形行为,得到了实验钢的应力-应变曲线,建立了实验钢基于物理冶金学、神经网络以及两者相结合的流变应力模型。结果表明:基于物理冶金学的流变应力模型有较好的外延性但是精度偏低;基于神经网络的流变应力模型精度极高但是外延扩展能力较差;而基于物理冶金学和神经网络相结合的流变应力模型,在符合物理冶金学规律的同时具有较高的精度和外延性,可以更好地预测实验钢的流变应力。
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  冷轧压下率对高氮奥氏体不锈钢组织性能的影响

  张宇飞, 刘海涛, 郑淮北

  轧钢. 2022, 39(6): 159-164.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220619

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  针对当前对高氮奥氏体不锈钢冷变形过程中的微观组织演变、强化机理有待进一步研究的现状,对高氮奥氏体不锈钢进行压下率为5%~70%的冷轧及拉伸实验,利用OM、SEM及TEM观察并分析微观组织,研究了高氮奥氏体不锈钢冷变形过程中微观组织演变及力学性能的变化规律。结果表明:冷轧压下率增加到15%时,位错从单滑移变为多滑移和交滑移;冷轧压下率增加到30%时,出现形变孪晶;冷轧压下率增加到50%时,出现马氏体相变。当冷轧压下率由5%增加至70%时,钢板的屈服强度由529.9 MPa增加至1 499.8 MPa,抗拉强度由917.0 MPa增加至1 698.6 MPa,伸长率由71.3%降低至12.2%。利用Ludwigson模型拟合了冷轧钢板的真应力-真应变曲线,发现随冷轧压下率的增加,实验钢的应变硬化指数降低,均匀变形能力减弱。
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  高强无取向硅钢组织演变与强化机制

  车尚峰, 方烽, 张元祥, 王洋, 曹光明, 袁国

  轧钢. 2022, 39(6): 165-174.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220620

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  针对新能源汽车的发展,制备了含Ni固溶强化、含Cu析出强化以及含Ni+Cu复合强化3%Si无取向硅钢,研究了强化方式对无取向硅钢组织、织构和性能的影响。结果表明:固溶强化型无取向硅钢热轧板中形成了粗大{221}<221>晶粒,冷轧过程中剪切变形明显并在退火后形成良好再结晶织构。析出强化型无取向硅钢热轧板中心层形成γ取向粗大晶粒,在后续的加工中γ织构逐渐增强并最终得到相对细小的再结晶晶粒。复合强化型无取向硅钢热轧板中保留了强λ取向带状组织,退火后形成了有益的Goss织构和λ织构。固溶强化型与复合强化型无取向硅钢磁感应强度B₅₀分别达到1.742、1.688 T,高于析出强化型无取向硅钢的1.645 T。同时,复合强化型无取向硅钢高频铁损最低,其P_1.0/400和P_{1.0/1 000}分别低至20.97、82.69 W/kg,这与其较小的晶粒尺寸和织构改善有关。强度计算结果表明:Ni元素固溶强化对强度的提高有限,屈服强度为468 MPa,纳米Cu析出可显著提高屈服强度(强度增量约200 MPa),且主要来自于模量强化。析出强化型和复合强化型无取向硅钢屈服强度分别达到了633、637 MPa,且保持了18%以上的伸长率。由此可知,Ni+Cu复合强化手段可兼顾固溶强化和析出强化的优点,实现了高强度无取向硅钢磁性能与力学性能的良好平衡,可满足高速驱动电机的需求。
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  S600E索氏体高强不锈钢的开发及组织性能研究

  朱成林, 高秀华, 王明明, 宋丽英, 李金波, 杜林秀

  轧钢. 2022, 39(6): 175-182.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220621

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  索氏体不锈钢是一种新型不锈钢。以Cr-Ni成分体系为基础,添加Nb、Ti、Mo、Cu等元素研发出屈服强度600 MPa级的高强索氏体不锈结构钢。利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及透射电镜(TEM)观察了实验钢组织特征,探究了热处理工艺对其组织及力学性能的影响规律,同时对实验钢的耐腐蚀性能及强化机制进行了研究。结果表明:随着淬火温度的升高,实验钢组织不均匀性消除,原奥氏体组织及回火索氏体组织逐渐粗化;随回火温度的增加,回火索氏体组织板条宽度增大,大角度晶界比例下降;钢中主要析出相为(Fe,Cr)₂₃C相和Nb、Ti元素的碳氮化物。经950 ℃保温0. 5 h淬火和710 ℃回火2 h热处理后,实验钢板综合力学性能最优,抗拉强度为856 MPa,屈服强度为668 MPa,断后伸长率20.6%,-40 ℃冲击功63.4 J;主要强化机制为固溶强化、细晶强化和析出强化。经360 h的模拟海水环境加速腐蚀后,平均腐蚀速率仅0.0197 mm/a,耐蚀性能优异。
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  高铁弹条用60Si2Mn弹簧钢腐蚀行为研究

  陈晨, 高秀华, 陈红卫, 李金波, 李绍杰, 吴红艳

  轧钢. 2022, 39(6): 183-192.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20220622

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  为有效够延长弹条在大气腐蚀环境下的服役时间,在常规60Si2Mn弹簧钢的化学成分基础上进行合金成分设计,研究了轧制、热处理工艺对3种实验钢(常规60Si2Mn钢、耐蚀60Si2Mn-1钢和耐蚀60Si2Mn-2钢)显微组织及力学性能的影响,并以0.01 mol/L的NaHSO₃溶液为腐蚀介质,使用周期浸润法进行不同周期的腐蚀实验,对比分析了耐蚀60Si2Mn钢和常规60Si2Mn钢在大气环境下的腐蚀行为。结果表明:3种实验钢热轧后的组织均为铁素体和珠光体,耐蚀60Si2Mn钢的珠光体片层间距均小于常规60Si2Mn钢;热处理后3种实验钢的组织均为铁素体和渗碳体,耐蚀60Si2Mn钢经回火后组织中铁素体的回复程度低于常规60Si2Mn钢,热处理后耐蚀60Si2Mn钢的力学性能优于常规60Si2Mn钢;3种弹簧钢的腐蚀速率随腐蚀周期的增加不断下降,相同腐蚀周期下,耐蚀60Si2Mn钢的腐蚀速率低于常规60Si2Mn钢,两者腐蚀速率的差距在腐蚀后期尤为明显。腐蚀后期Cu、Cr、Ni元素富集于耐蚀60Si2Mn钢靠近基体一侧的锈层中,形成更加致密的锈层,显著提高其耐大气腐蚀性能。