2025年, 第42卷, 第4期　刊出日期：2025-08-28

  

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特约综述
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  厚板生产技术的发展、现状及展望(四)

  曹建宁, 韩文, 白冰, 韩庆礼, 王云波, 任起锐, 刘延军, 胡典章, 秦特, 程鸣飞

  轧钢. 2025, 42(4): 1-19.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250401

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  梳理了我国厚板生产的发展历史,将我国厚板生产发展划分为起步期、蓄势期、发展期、成熟期、优化期5个阶段,从轧机规格、装备水平、产能规模等方面对各阶段特点进行了分析;阐述了热送热装、加热炉、轧机、矫直机等厚板生产关键工艺及装备的技术进步和发展;论述了特殊船舶用钢、海洋工程用钢等厚板典型产品的开发、应用和发展;展望了我国厚板生产及研发的发展方向并提出了建议。
研究与开发
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  Al元素含量对Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢组织性能的影响

  史津铭, 李激光, 庞启航, 李维娟, 戚桓, 张俊凯

  轧钢. 2025, 42(4): 20-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250402

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  海洋工程装备在严苛的服役环境(高盐、高湿、冲击载荷等)下面临轻量化与高强韧协同设计的挑战,传统海洋平台用钢难以兼顾轻量化与力学性能的需求,而Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢因其低密度(较传统钢减轻10%~20%)、高强度和良好的焊接性能,成为极具潜力的替代材料。目前在“轧制+固溶处理”工艺下,Al元素含量合理设计是Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢性能提升的重要手段。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散衍射技术(EBSD)等表征手段,分析了阶段制备工艺轧制+固溶处理条件下Al元素含量对Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢组织性能的影响。结果表明:Al元素质量分数分别为5%、8%、12%时,实验钢经轧制处理后,其显微组织由奥氏体和铁素体组成,随着Al元素含量的增加,奥氏体形态由等轴状向针状转变,大角度晶界比例由57%提高至89%。Al元素质量分数为8%的轧态实验钢表现出最优强度-塑性匹配,抗拉强度为747 MPa,伸长率为28.3%;经1 000 ℃固溶处理后,其综合性能进一步提升,抗拉强度为701 MPa,屈服强度为612 MPa,伸长率为38.3%,断口呈韧性断裂特征。通过Al元素含量优化与工艺调控,实现了Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢双相组织的精准设计,为海洋工程用钢开发提供了理论依据。
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  化学成分和加热工艺对奥氏体不锈钢热轧板组织和高温热塑性的影响

  邓帅帅, 尹嵬, 张威, 莫金强

  轧钢. 2025, 42(4): 27-31.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250403

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  针对采用连铸坯生产Cr、Ni含量较高的304L奥氏体不锈钢中厚板时易出现表面和内部裂纹的问题,研究了304L奥氏体不锈钢中Cr、Ni含量和热轧铸坯加热工艺对热轧钢板组织和高温热塑性的影响。结果表明:Ni元素含量的增加使得304L奥氏体不锈钢中铁素体向奥氏体转变更困难,从而使热轧态钢板出现较多的与轧制方向呈一定角度、连续分布的大尺寸铁素体相,钢板热塑性变差且出现了内部裂纹。Cr元素含量的降低使钢板中铁素体含量及与轧制方向呈一定角度、连续分布的大尺寸铁素体尺寸和数量减少,进而改善了钢板的热塑性。较高的铸坯加热温度和保温时间会加快热轧过程中残余铁素体向奥氏体的转变,从而减少热轧态钢板中出现与轧制方向呈一定角度、连续分布的大尺寸铁素体,进而改善钢板的热塑性。
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  316L/Q235、316L/700L轧制复合板抗氢性能研究

  王晨旭, 丁文红, 雷小玲, 郭露, 邓可可, 付永志

  轧钢. 2025, 42(4): 32-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250404

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  低成本不锈钢复合板不仅具有不锈钢的高抗氢性能,还具有高强度、耐磨等低合金钢的优点,这为开发优异抗氢性能的商业材料提供了新的视角。但是,就不锈钢/碳钢复合板而言,覆层微观结构对其抗氢性能的影响还不明确。因此,设计了不同变形抗力的基材(Q235、700L)来调控覆层的微观结构。研究了316L/Q235、316L/700L复合板不锈钢层、碳钢层的微观组织及其对复合板抗氢性能的影响。结果表明:对于316L/700L复合板,覆层316L不锈钢层优先再结晶,其氢脆敏感性指数由316L/Q235复合板的 9.8%降至5.9%。通过调控复合板两种材料的再结晶行为,316L/700L复合板覆层316L不锈钢的∑3孪晶界占比由316L/Q235复合板的0.79%增加至19%,高比例的∑3孪晶界对氢引起的裂纹萌生具有很高的抵抗力;同时,高比例的孪晶界破坏了大角度随机晶界的连续性,抑制了裂纹的扩展,有效地提高了复合板的抗氢性能。
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  短流程冷轧深冲钢动态再结晶规律研究及应用

  魏远征, 周学俊, 陶晓林, 刘永前, 张战果, 吴润

  轧钢. 2025, 42(4): 39-45.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250405

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  近年低能耗、低成本的CSP短流程技术在我国钢铁行业得到快速发展,但与传统热轧工艺相比,CSP产品屈服强度偏高,对冲压用钢的成形性能极为不利。为此,通过热模拟实验分析了DC04冷轧深冲钢奥氏体动态再结晶和冷却相变规律,建立了动态再结晶模型,并用于指导CSP产线生产实践,成功试制生产出富有{111}织构的冷轧深冲钢板。实验结果表明:CSP产线DC04冷轧深冲钢的动态再结晶模型为Z=ε·exp[295.21/(RT)],动态再结晶判断条件为Z=1.94×10¹⁰exp(61.34ε_c)、Z=2.57×10⁸exp(24.99ε_s),基于三维动态再结晶图判断出实际生产中带钢在F₃机架热变形处于奥氏体部分再结晶区域;采用F₃机架空过的方案进行试生产,得到的带钢组织多为等轴晶粒,带钢强度偏低,而F₃未空过的常规轧制工艺生产的带钢组织晶粒之间以尖角或直角接触,带钢强度较F₃机架空过方案所生产带钢高约30 MPa。在CSP产线F₁和F₂机架采用高温、大压下率、低变形速率轧制,使带钢组织发生完全动态再结晶,完成柱状晶到等轴晶的转变,避免了混晶的产生。对采用70%的冷轧累积压下率、710 ℃罩式退火,以及F₃机架空过和未空过方案生产的冷轧板性能进行了比较,F₃机架空过方案生产的冷轧板较F₃机架未空过常规方案生产的冷轧板强度差异不大,但伸长率A₈₀和r值均较高,分别达到45%和2.1,且有利织构{111}的组分较高,具有良好的深冲性能。
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  轧后固溶处理对Invar 36合金显微组织及性能的影响

  贺帅, 李志峰, 王超逸, 刘鑫, 赵坦, 王军生

  轧钢. 2025, 42(4): 46-52.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250406

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  为系统揭示不同固溶温度对Invar 36合金微观结构的影响规律,并探寻获得良好强塑性匹配的最佳工艺窗口,研究了Invar 36合金热轧板在固溶处理温度650~900 ℃下平均晶粒尺寸、再结晶程度、退火孪晶的形成以及晶界取向差的变化,并分析了微观特性对其力学性能的影响。结果表明:Invar 36合金热轧态显微组织主要以压扁拉长的纤维状变形组织为主,固溶处理后其再结晶比例由热轧态不足20%提高至70%以上;随固溶温度由650 ℃升高至900 ℃,晶粒的尺寸均匀性得到较大改善,多数以等轴无畸奥氏体组织形式存在,平均晶粒尺寸从21.3 μm增加到31.85 μm,大角度晶界的比例逐渐增加,退火孪晶占总晶界比例增加了13%;在750 ℃固溶温度下,Invar 36合金表现出与热轧态相近的抗拉强度,断后总伸长率为40%,拉伸断口韧窝特征为撕裂型,表现出较好的综合力学性能。
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  热处理对Q960E汽车高强钢焊接组织及性能的影响

  王中磊, 石珍, 周皞, 倪晋尚, 彭卫锋

  轧钢. 2025, 42(4): 53-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250407

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  针对汽车高强钢焊接冷裂纹、热影响区软化、韧性下降、残余应力等问题,为改善焊接接头组织性能,以Q960E汽车高强钢为研究对象,采用激光复合焊接试验的方法,研究了不同预热温度、淬火温度、回火温度等热处理参数对焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明:Q960E高强钢焊接接头由焊接母材、焊缝、融合区、过热区、正火区组成;在预热温度100 ℃、淬火温度900 ℃、回火温度400 ℃时,母材为回火索氏体组织,焊缝为细小的贝氏体组织,融合区为细小的贝氏体和粗大的马氏体组织,过热区为粗大的贝氏体组织,正火区为贝氏体和马氏体组成的再结晶体;随着淬火温度的升高,焊接接头抗拉强度和屈服强度均呈现先增大后减小的趋势,断后伸长率呈现先减小后增大的趋势;随着回火温度的升高,焊接接头抗拉强度和屈服强度均呈现逐渐减小的趋势,断后伸长率呈现逐渐增大的趋势;预热温度100 ℃、淬火温度900 ℃、回火温度400 ℃时,焊接接头抗拉强度为1 150 MPa,屈服强度为1 075 MPa,断后伸长率为10.56%,其综合性能较优,该工艺为Q960E汽车高强钢最佳热处理工艺。
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  淬火冷速对FH790海工钢组织性能的影响

  赵喜伟, 龙杰, 庞辉勇, 王九清

  轧钢. 2025, 42(4): 59-64.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250408

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  为获得大厚度FH790海工钢最佳的热处理工艺,采用水冷、油冷、空冷和沙冷4种冷却方式模拟不同的冷速,研究了淬火不同冷速对FH790海工钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:水冷和油冷实验钢的显微组织为板条马氏体,空冷实验钢的显微组织为板条马氏体和板条贝氏体混合组织,沙冷实验钢的显微组织为板条贝氏体和粒状贝氏体的混合组织;随着淬火冷速的降低,实验钢的强度逐渐降低,伸长率变化不大;油冷实验钢-60 ℃超低温冲击韧性最高,冲击功均值能达到150 J,水冷实验钢的强度最高,但韧性较差,空冷和沙冷实验钢的强度、塑性、韧性均较差。为保证大厚度FH790海工钢板厚度方向不同位置的力学性能均匀性,在淬火时要求其芯部位置的冷速要大于油冷冷速40 ℃/s,从而使其芯部获得理想的微观组织,以提高大厚度FH790海工钢板芯部的低温冲击韧性。
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  卷取温度对含Nb热基镀锌高扩孔钢组织性能的影响

  邹英, 刘华赛, 郭爱民, 王文军, 王朝斌, 刘武华

  轧钢. 2025, 42(4): 65-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250409

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  热基镀锌高扩孔钢兼具高成形性和高耐蚀性,可大幅提高汽车底盘零件的使用寿命而满足新能源汽车的需要。但由于增加了退火和镀锌工序,与酸洗板相比,热基镀锌板析出行为和组织性能的变化更为复杂,需要深入研究。利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了卷取温度对580 MPa级Nb微合金化热基镀锌高扩孔钢组织性能的影响。结果表明:与570 ℃高温卷取相比,450 ℃低温卷取的热轧板晶粒相对细小,且保留了更多的位错等缺陷,储能相对较高,因此后续退火时再结晶驱动力大且形核位置多,使得镀锌板具有更为细小的晶粒结构;低温卷取可抑制热轧阶段Nb元素析出,使得多数Nb元素固溶于铁素体基体中或处于临界析出状态,在后续退火镀锌过程中,可获得更多尺寸细小且分布均匀的含Nb析出相,不仅对镀锌板屈服强度和抗拉强度有正贡献,而且会明显提高其扩孔性能。450 ℃低温卷取的镀锌板纵向屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为503 MPa、602 MPa和20.5%,扩孔率均值达到95%,具有优异的力学性能及局部成形性能。
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  87Mn盘条拉拔过程中组织性能演变及强塑性机理分析

  贾建平, 傅超, 王海宾, 狄增文, 刘大为, 蒋波

  轧钢. 2025, 42(4): 71-78.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250410

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  为开发强度更高、综合性能更优的超高强预应力钢绞线,以87Mn盘条为原材料,研究了9道次拉拔过程中钢丝的组织性能变化及织构演变,揭示了其强塑性机理。结果表明:随着拉拔的进行,等轴的珠光体组织沿拉拔方向被拉长而细化,表现出明显的方向性,最终形成典型的纤维状拉拔组织;钢丝组织中的位错密度随拉拔应变量的增加而增大,且在拉拔前期增长速度较快,由2.35×10¹⁴ m^-2增长到4.59×10¹⁴ m^-2,拉拔中后期位错密度增长速度逐渐放缓;经过9道次拉拔,87Mn盘条的抗拉强度由1 170 MPa增加到2 085 MPa,伸长率由12.56%降低到7.20%。拉拔过程中的力学性能变化主要分为3个阶段:拉拔前期位错强化和边界强化共同作用,且位错强化的强度贡献增长明显,由189 MPa增长到了460 MPa,此阶段钢丝的强度随拉拔应变量的增加而升高,塑性显著下降;拉拔中期位错强化和边界强化共同作用,边界强化的强度贡献增长显著,由600 MPa增长到了806 MPa,位错强化增长速度减小,此阶段钢丝塑性下降趋势减缓,强度继续提高;拉拔后期大量的渗碳体发生溶解,固溶强化的强度贡献增大到149 MPa,此阶段边界强化、位错强化和固溶强化共同作用,钢丝的强度增长速度明显加快,塑性略有下降。
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  基于长/短流程工艺的82B盘条异常组织原因分析及改进

  李东升, 吕普明, 吴咏锦, 狄增文, 朱子轩, 张朝磊

  轧钢. 2025, 42(4): 79-85.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250411

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  在“双碳”战略驱动下,82B盘条生产工艺由传统长流程向电炉短流程的转型已成必然,但对短流程工艺生产的盘条近芯部出现马氏体异常组织的成因尚缺乏系统研究。为此,通过金相组织观察和对宏、微观偏析的定量分析与热模拟试验,并与传统长流程工艺生产的82B盘条组织进行对比分析,研究了再生钢铁原料+电炉短流程工艺生产的82B盘条中出现马氏体异常组织的成因,并提出了改进措施。结果表明:短流程-82B盘条近芯部附近Mn、Cr元素的偏析程度较长流程-82B盘条的严重,且残余元素Ni含量偏高使得82B盘条的C曲线右移,将马氏体生成的临界冷速由7 ℃/s降低至3 ℃/s,使相同冷速下短流程-82B盘条的马氏体含量均高于长流程-82B盘条。基于实验结果,对盘条的生产工艺进行调控,即将钢坯均热段温度由(1 120±10)℃提高至(1 160±10)℃、加热和均热段保温时间保持在100~120 min,盘条宏观偏析现象得到了明显改善,抑制了马氏体异常组织的生成。
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  轧制温度对Q420级大规格热轧H型钢组织性能的影响

  汪杰, 夏勐, 吴保桥, 陈辉, 沈千成, 徐文珍

  轧钢. 2025, 42(4): 86-90.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250412

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  对于腹板高度H≥1 000 mm,且翼缘厚度h≥40 mm的大规格热轧H型钢,生产中轧制负荷较大,通过传统的低温大压下技术在现有生产装备上难以实现产品组织性能的提升。为实现热轧大规格H型钢的国产化,采用热模拟实验、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸和冲击试验,研究了轧制温度对Q420级HN1 109 mm×461 mm×21 mm×40.5 mm H型钢翼缘组织性能的影响。结果表明:万能段轧制温度由1 000 ℃降至900 ℃时,翼缘屈服强度升高,冲击韧性先降低后升高,其组织晶粒尺寸得到一定程度的细化,钒的碳氮化物析出数量增加,且尺寸逐渐减小;万能段轧制温度控制在900 ℃或1 000 ℃时,Q420级大规格热轧H型钢翼缘的组织及性能匹配较好。
设计与改造
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  优特钢双机架可逆式开坯轧制工艺及其应用

  钱宝华, 马靳江, 周民

  轧钢. 2025, 42(4): 91-96.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250413

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  为适应绿色高效轧制生产,提出了双机架可逆式开坯轧制工艺;分析和对比了双机架独立可逆式、串列可逆式两种布置型式的优缺点。针对优特钢开坯生产灵活性要求高的特点,选用双机架独立可逆式布置更具优势。在此基础上,分析和探讨了平-平组合双机架独立可逆式开坯轧制工艺的配辊模式及轧制道次排布,计算并校核了典型钢种各道次温度及轧制力能,同时采用ABAQUS有限元软件对开坯轧制各道次的变形渗透性进行了模拟计算。结果表明:BD₁、BD₂轧机采用相同配辊方式,2架轧机机型相同,轧机备件统一,当轧槽重车时,2架轧机辊系交换使用;也可2架轧机二选一使用,另外1架检修维护,生产灵活性好。针对典型钢种的生产,开坯轧制钢坯整体温降在100 ℃以内,终轧温度可保持在950 ℃以上,满足相应钢种热加工温度窗口控制及其后续工序处理要求,并且机架间输送温降可控;此外,主电机参数及过载能力可满足典型钢种轧制力能参数的要求。经过前序2道次累积变形后实施较大压下量,钢坯芯部变形渗透性良好,对于尺寸为300 mm×390 mm的坯料,通过累计压缩比大于5的开坯轧制,可以获得断面变形均匀性良好的150 mm×150 mm轧制小方坯。最后,介绍了优特钢双机架可逆式开坯轧制的典型工艺布置,并对其在优特钢线棒材基地的应用前景进行了展望。
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  冷轧平整机工作辊快速换辊分析和设计优化

  勾军年, 陶晶, 余小军, 刘显军, 孙天健

  轧钢. 2025, 42(4): 97-103.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250414

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  针对冷连轧生产线四辊平整机工作辊换辊时间长、换辊装置可靠性低的问题,分析了四辊平整机工作辊换辊装置的结构和原理,通过综合分析换辊步骤和时序,将其中部分串联运行步骤优化为并行运行或搭接运行,找到了影响工作辊换辊时间的关键因素为AGC油缸运行速度。为此,采用恒功率泵变量特性对伺服液压系统进行优化设计,以提高AGC缸运行速度,大幅减少换辊作业时长;对换辊装置结构设计、检测元件选型和保障设备安装精度进行了优化和改进,以提高工作辊换辊装置运行的可靠性和稳定性。采用以上措施后,工作辊换辊时长由120 s以上压缩至90 s以内,而且运行可靠性和稳定性有明显改善,为冷连轧产线连续稳定生产和产品质量提高奠定了基础。
自动化与智能化
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  二十辊轧机轧薄能力评估技术研究与开发

  王奎越, 王文奇, 宋君, 王笑辰, 李芹芹

  轧钢. 2025, 42(4): 104-110.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250415

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  在传统二十辊轧机轧制硅钢过程中进行极薄规格扩展时,设备能力的评估与工艺参数的选取采用经验与现场试验摸索的方式,缺少理论支撑使得设备损坏风险大、试错成本高,同时规格扩展后产品质量无法保证。针对以上问题,充分考虑二十辊轧机的设备和工艺特征,结合现场实际轧制数据,兼顾轧制稳定性与带钢表面缺陷控制,建立了一套二十辊轧机轧薄能力评估模型与技术,并开发了相应的轧薄能力核算软件。使用该软件可以实现对二十辊轧机硅钢轧薄能力的准确核算,将其应用于某钢铁企业冷轧硅钢厂,通过对核算最小产品厚度与实际出口产品厚度的对比分析发现,在保证小时产量,考虑轧制稳定性与缺陷控制能力的前提下,核算的最小产品厚度比实际产品厚度更小,产品厚度规格具有向更薄方向的扩展空间,为后续高牌号无取向硅钢和取向硅钢向更薄规格扩展的产品质量控制和轧制工艺的开发奠定了理论基础。
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  基于改进深度残差网络的金相组织特征分类方法研究

  宋月, 严文谨, 刘培培, 安治国, 林亚团, 宋召朝

  轧钢. 2025, 42(4): 111-118.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250416

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  金相组织分析是钢铁材料研发过程中一项重要的分析手段,目前主要通过经验丰富的专家进行人工判别,费时且容易受到主观意识的影响。为此,研究了基于残差神经网络结构的金相组织智能分析方法,通过对残差网络模型进行改进,提出了基于迁移学习的改进残差网络模型以及基于注意力机制的深度残差收缩网络模型,采用两种不同的卷积神经网络模型在20种钢铁材料微观组织测试集上进行验证,实验结果表明:两种模型的准确率分别达到95.36%和95.79%,泛化能力强,最短平均预测时间仅为1.66 s/张。两种模型在钢铁材料金相组织特征分类方面具有一定的先进性,实现了金相组织类型分类的自动化和智能化。
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  中厚板热轧轧制电耗计算软件开发及应用

  李耀军, 赵日东, 白冰, 耿明山, 王永涛, 曹建宁

  轧钢. 2025, 42(4): 119-126.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250417

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  随着“双碳”战略的实施,钢铁行业对中厚板热轧轧制所需的电耗优化提出了更高的要求。为了实现中厚板热轧轧制电耗的量化计算与预测,通过构建电耗理论计算模型,开发了一套中厚板热轧轧制电耗计算软件。该软件可根据生产钢种及产品目标需求,制定轧制规程,并计算出各道次轧制生产所耗电能及单块板坯的吨钢电耗,为钢企量化中厚板轧制过程的电耗,优化轧制工艺提供数据支撑。通过与钢厂生产数据对比,在厚度命中率达到99%的情况下,该软件计算结果与实际生产数据基本保持一致,粗轧各道次电耗偏差保持在10%以内,粗轧吨钢电耗偏差为-3.12%~3.86%,能够准确反映钢板在轧制过程中的电耗。经过验证,该软件可以为开发新钢种与新工艺、钢厂排产、轧机主电机选型提供数据支撑,有助于钢企进一步实现节能减排,为钢企创造经济效益。
革新与交流
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  叠轧法生产宽薄9Ni钢板工艺研究

  石天柱, 邢力勇, 孙剑, 刘生, 吴艳阳, 李杰, 韩宝臣, 李亚强

  轧钢. 2025, 42(4): 127-133.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250418

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  为在中厚板轧机上生产得到组织性能及板形优异的宽薄规格9Ni钢板,通过试验和数值模拟的方法对叠轧工艺进行了研究。设计了9Ni钢的化学成分,测定了试验钢的CCT曲线,通过中试试验,获得了3 mm厚叠轧板,及合理的组坯焊接方式以及隔离剂成分。采用有限元数值模拟的方法分析了不同压下量时叠轧板的应力和应变分布规律,以制定合理的压下规程。结果表明:当压下量为10 mm时,叠轧板应力分布较为均匀;当压下量增加至15 mm及以上时,应力分布不再均匀,上板下表面与上板上表面应力分布明显不同,其边部应力较高,中心应力分布较为均匀。在中厚板轧机上开展了工业生产,粗轧开轧温度为1 150 ℃,精轧开轧温度为950 ℃,精轧终轧温度为810 ℃;根据试验钢CCT曲线,叠轧板冷速大于5 ℃/s时,可获得全马氏体组织,试验钢Ac₁和Ac₃温度分别为621 ℃和735 ℃,为得到完全奥氏体化组织,淬火温度必须高于735 ℃;为得到逆转奥氏体组织,两相区淬火处理温度须高于621 ℃,生产的5 mm厚宽薄规格钢板具有优异的综合力学性能,钢板平直度小于3 mm/m,符合标准和客户要求。
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  堆垛冷却方式对连铸特厚板坯氢去除的影响研究

  王卫华, 王凯凯, 刘洋, 马长文

  轧钢. 2025, 42(4): 134-142.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250419

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  为了提高连铸特厚板坯探伤合格率,降低厚板生产成本和预防“白点”、“氢脆”、“点状偏析”等质量缺陷,克服传统实验手段检测特厚板坯氢扩散的难点,通过数值模拟的方法,研究了通过堆垛冷却方式使钢中氢浓度降低到安全范围的工艺,取得了良好的效果。由于连铸坯厚达400 mm,氢从其芯部扩散到表面所需时间较长,普通堆垛缓冷无法满足铸坯排氢的效果,采用缓冷坑以及缓冷坑加热方式进行堆垛缓冷,能进一步提升铸坯保温效果,从而使铸坯氢扩散更加充分。为此,建立了基于3种堆垛方式下的铸坯氢扩散数学模型,比较了普通堆垛、缓冷坑堆垛、缓冷坑加热3种堆垛冷却方式对铸坯氢扩散的影响,得到铸坯各位置处氢含量和除氢速率。普通堆垛、缓冷坑堆垛、缓冷坑加热3种堆垛形式下,底层铸坯的除氢率分别为58.93%、67.63%、71.98%。缓冷坑堆垛方式和缓冷坑加热方式不仅更有利于特厚板坯氢的扩散,而且可使特厚板坯上、下表面氢扩散更加均匀。
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  Zn-1.5%Al-1.5%Mg镀层汽车板质量评价

  李润昌, 周纪名, 潘明, 蒋光锐

  轧钢. 2025, 42(4): 143-150.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250420

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  基于某热镀锌产线生产的镀层成分为Zn-1.5%Al-1.5%Mg锌铝镁镀层CR3钢板(CR3-ZM70钢板)和纯锌镀层CR3钢板(CR3-Z70钢板),对其镀层物相进行了分析,并对其冲压成形性能、焊接性能、涂装性能、胶接和耐蚀服役性能进行了实验分析,评价了锌铝镁镀层钢板替代纯锌镀层钢板应用于汽车车身的可行性。结果表明:锌铝镁镀层由纯锌相、锌镁二元相和锌铝镁三元相组成,各物相晶粒尺寸均不大于50 μm,远小于纯锌镀层的物相;锌铝镁镀层因添加了Al、Mg元素,具有更多的表面氧化物。锌铝镁镀层纳米硬度较纯锌镀层高33%以上。CR3-ZM70钢板表面摩擦因数较CR3-Z70钢板小27%,多次摩擦实验后,CR3-ZM70钢板表面摩擦因数更稳定;CR3-ZM70钢板冲压脱落量较CR3-Z70钢板少72%;CR3-ZM70钢板和CR3-Z70钢板焊接电流窗口宽度相近,焊核尺寸无明显差异;CR3-ZM70钢板电泳漆膜各项性能指标均能达到CR3-Z70钢板水平,两者磷化膜晶粒尺寸均不大于10 μm;CR3-ZM70钢板部分减震胶和点焊胶达不到CR3-Z70钢板内聚断裂水平;在同等中性盐雾实验条件下,CR3-ZM70钢板的耐蚀性能是CR3-Z70钢板的3倍,在电泳后裸露基板的循环腐蚀实验中,CR3-ZM70钢板的耐蚀性能也明显优于CR3-Z70钢板。由实验结果可以得出:锌铝镁镀层钢板的冲压成形性能、耐腐蚀服役性能优于纯锌镀层钢板,焊接性能、涂装性能与纯锌镀层钢板相近,但其胶接应用性能较纯锌镀层钢板差,具备替换纯锌镀层钢板应用于汽车车身的条件,但无法完全等效替代。
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  汽车板碎边缺陷机理分析与控制

  焦会立, 杨莹莹, 李奕, 裴兴伟, 倪有金, 关建东

  轧钢. 2025, 42(4): 151-155.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250421

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  针对迁钢生产的汽车用冷轧超低碳钢来料碎边缺陷严重且发生率高达30%,经冷轧后出现严重毛刺缺陷,不易打磨干净,在连退炉区脱落导致铁屑粘附在炉辊上形成结瘤,造成周期性的硌印缺陷,严重影响汽车板表面质量的问题,通过缺陷微观分析,发现缺陷周围存在大量氧化质点及铜元素富集情况,可将缺陷追溯于板坯加热前,即铜元素在板坯表层析出和富集是造成碎边缺陷的根本原因;结合火焰清理(简称机清)板坯产品缺陷发生率高达30%,而非机清板坯产品无此缺陷的宏观规律,对机清板坯质量及机清设备开展检查,得到碎边缺陷产生原因为:板坯机清时侧面烧嘴间隙铜箔局部烧损导致铜元素渗入板坯侧面,产生“铜脆”类缺陷而导致。通过对机清烧嘴管控及对热轧工序加热及除鳞工艺优化等措施,有效解决了碎边缺陷。
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  双相钢冷轧基料边部簇状细线缺陷成因分析及改进

  余志军, 梁泽成, 宁子识, 宁琳锋, 周晓仪

  轧钢. 2025, 42(4): 156-160.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250422

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  针对双相钢冷轧基料边部簇状细线缺陷导致冷轧切损量大的问题,对缺陷进行宏观及微观形貌分析,并排查热轧生产过程,明确了双相钢冷轧基料边部簇状细线缺陷的产生原因,提出了针对性改进措施。结果表明:双相钢冷轧基料边部簇状细线缺陷的形成是由于在粗轧过程中,板坯与立辊粗糙面接触后形成凹坑缺陷,凹坑缺陷在轧制过程中沿轧制方向延伸形成细线状缺陷,并随着粗轧过程中板坯边角部金属流动逐渐上翻至上表面,经平辊轧制后在双相钢冷轧基料上表面形成边部簇状细线缺陷。通过缩短立辊更换周期和调整粗轧轧制模式,消除了双相钢冷轧基料边部簇状细线缺陷,提高了双相钢边部质量。
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  Q355D角钢低温冲击断裂行为及其性能优化措施

  杨洋, 李子正, 李岩杰, 张中华, 王晨阳, 张大征

  轧钢. 2025, 42(4): 161-168.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn10039996.20250423

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  Q355D角钢是极端严寒条件下输电铁塔的关键材料,对其低温冲击韧性的要求较为严格。采用体视显微镜(SM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM),对不同化学成分Q355D角钢冲击断裂试样的微观组织和断口形貌进行了分析,阐明了冲击裂纹的萌生和扩展行为。研究结果表明:Q355D角钢化学成分中C、N含量会显著影响其低温韧性,C、N元素含量较高,会造成大块团珠光体组织增多,以及溶入金属材料晶格的间隙溶质增多,导致角钢塑性变差,脆性增加;此外,在C含量较高的试样组织中还存在带状组织,也导致了角钢塑性变差。在冲击不合试样中还发现了Al₂O₃夹杂物及第二相粒子富集、长大的现象,其导致了试样的脆断。为此,Q355D角钢C质量分数应不超过0.16%,以降低珠光体含量,改善珠光体团簇偏聚的问题;其生产中应精准添加脱氧剂和优化钙处理工艺,避免过量Al残留与氧发生反应生成Al₂O₃夹杂物;连铸采用数字化电磁搅拌工艺及轻压下工艺,以改善带状组织及中心偏析。采用以上措施后,实现了Q355D角钢的稳定生产。