金属世界

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2018年第01期

栏目

封面故事_科学人生
热点聚焦_硅钢专利
知识园地_海外视角
科技前沿_新型材料
科技前沿_工程材料
企业论坛_航空钛材
企业论坛_热轧退火
企业论坛_质量控制
工艺与装备_产品开发
工艺与装备_锻压工艺
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推广与合作_摄影采编

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封面故事_科学人生

吕昭平:新材料研究前沿的“行走者”

李洁, 吴渊

2018 (01): 1-5.

摘要(1735) PDF (338) [施引文献] ()

摘要:

吕昭平教授,北京科技大学副校长、新金属材料国家重点实验室主任,国家杰出青年科学基金获得者,入选国家百千万人才工程,获得"有突出贡献中青年专家"及国家"万人计划"领军人才等称号。多年来,他不忘初心,牢记高校科研工作者科技创新的使命,坚持不懈地行走在新材料研究的前沿。在国际学术期刊发表高水平论文180余篇,被引用8000余次,获得申请授权发明专利60余项。近日,吕昭平带领团队创新合金设计理念,利用不同的强化机理,开发出一种高密度纳米强化的超高强韧马氏体时效钢。Nature在线发表了这一突破性的研究进展。

高效轧制国家工程研究中心

2018 (01): 2-2.

摘要(145) PDF (75) [施引文献] ()

摘要:
<正>主要研究领域:环保工程技术先进实验装备冶金新工艺及新技术控轧控冷成套技术装备冶金企业制造执行系统轧机、石油钻机数字化传动系统管材生产线设计及成套技术装备棒线材轧机生产线设计及成套技术装备轧钢热处理生产线快冷设备、计算机系统轧制工艺过程及设备的数值模拟与仿真技术钢铁及有色品种开发和性能优化成套工艺技术热连轧、冷连轧、中厚板机组板形控制成套技术炼钢、轧钢新工艺、新技术和轧钢自动化技术培训冷轧、热轧、中厚板、连铸坯表面在线检测成套技术与设备

严谨求是笃行创新——新金属材料国家重点实验室

State Key Laboratory for Advanced Metals & MaterialsUSTB;

2018 (01): 81-81.

摘要(56) PDF (34) [施引文献] ()

摘要:
<正>新金属材料国家重点实验室建设有五个公共检测平台:材料性能测试平台、物理模拟系统平台、物质结构分析平台、材料制备与加工平台以及高性能计算模拟平台;四个重点研究基地:国家111创新引智基地、中国铝业联合研发基地等;是获得中国计量认证(CMA)和中国合格评定国家认可委员会(CNAS)实验室认可的"二合一"实验室。实验室注重新材料的模拟优化设计——先进制备——组织结构——综合性能——安全服役行为关系和规律的研究,在金属材料的科学规律、模拟与设计、制备与分析、服役评价和实验技术等方面进行深入系统地探索。目标是发展以新金属间化合物结构材料

热点聚焦_硅钢专利

全球在中国公开的硅钢专利情况分析

王媛

2018 (01): 6-9+19.

摘要(187) PDF (122) [施引文献] ()

摘要:
作为电力、电子和军事工业中不可缺少的重要的软磁材料的硅钢,其制造技术和产品质量也是衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。国内外众多钢铁企业和科研院校在我国的硅钢专利申请大致经历了技术引入阶段、技术发展阶段和技术成熟阶段等三个阶段,硅钢专利在硅钢制造工艺(传统流程、薄板坯连铸连轧、薄带铸轧)、涂层技术、细化磁畴、生产装备、分析测试等方面均有所突破。通过对其能够获取的重要公开资源的专利信息进行分析挖掘,可以更加准确及时地了解硅钢技术领域的发展状况和发展趋势,通过监测国内外硅钢技术领域的专利数量和专利发展方向,可以预测市场的发展趋势,从而对科研工作的开展提供帮助。

知识园地_海外视角

韩国浦项科技大学钢铁技术研究院概览

罗晔

2018 (01): 10-13+19.

摘要(253) PDF (73) [施引文献] ()

摘要:
韩国浦项科技大学钢铁技术研究院成立于2005年,其使命是在钢铁冶金方面成为领先者,培养训练有素的年轻科学家和技术专家;满足钢铁生产和下游行业的需求,在钢铁材料领域提倡创新。钢铁技术研究院不但要进行钢铁领域的科研工作,而且还要承担教学任务,授予硕士和博士学位。钢铁技术研究院由绿色洁净技术中心、材料开发中心、应用及解决方案中心等三大中心组成,共有11个实验室,每个实验室都关注钢铁技术的特定技术领域,涵盖了冶金工艺、生产和应用以及钢铁材料等领域,研究院与钢铁生产商、用户和相关方保持了紧密联系。钢铁技术研究院通过传授创新和突破性技术,累计培养了466名硕士和96名博士,这些骨干将成为推动韩国钢铁工业未来持续发展的中流砥柱;通过积极开展不同领域的研究项目,有助于推动韩国钢铁冶金技术的全方位发展。

科技前沿_新型材料

无铅压电材料的高通量制备与模型模拟

李奕豪, 钟轶峰, 赵子龙, 李帛书, 汪家华

2018 (01): 14-19.

摘要(176) PDF (255) [施引文献] ()

摘要:
基于现有无铅压电材料的压电性都很低的现状,文章设计并建立了无铅钙钛矿模型,将高通量组合材料的理论和实验融合并协同,通过理论模型对可能的组合进行预计算仿真。在压电材料的纤维内引入金属芯,形成含金属芯压电纤维增强聚合物基复合材料是现阶段制备优异材料的可行方法。在已有相关成果基础上,进一步开展基于变分渐近理论的含金属芯压电纤维聚合物基复合材料（MPF-PMCs）性能表征和多尺度模拟,提出在原材料连续介质力学和均匀化理论的基础上,利用非均质性等固有小参数构建一种无需特定假设的MPF-PMCs多尺度模型,以准确预测其时变、非线性压电-黏弹-塑性性能,揭示微观尺度信息对损伤失效性能的影响机理,为今后高通量制备无铅压电材料提供了新的思路。

科技前沿_工程材料

高强韧ECC材料制备理论及工艺研究

刘一钉, 钟轶峰, 赵子龙, 李帛书, 邓兵

2018 (01): 20-22+26.

摘要(169) PDF (195) [施引文献] ()

摘要:
进入21世纪以来,随着跨海湾、海峡大桥的建造,超高层、大跨度混凝土构筑物的出现使混凝土材料面临着新的挑战。应运而生的"新型绿色工程材料"——水泥基工程复合材料ECC则是基于细观力学设计的一种具有超强韧性的三维乱向分布短切纤维增强水泥基复合材料,可以满足这些工程应用对材料性能的特殊要求。ECC材料的良好特性主要表现为以下特征:高延性、高韧性和多缝开裂等。文章从材料设计理论、制备工艺和应用前景对ECC材料进行了研究,经由多种前提的假定、原理分析(二重变分渐近双尺度法、应力应变曲线等方法)并进行模拟实验,建立了ECC水泥多尺度标准模型。实验通过建立不同界面模型,采用理论分析后对模型参数进行校正,提出变分渐进多尺度模型技术路线制备高性能ECC材料的研究理论,为工程复合材料的制备提供了具有一定参考价值的理论模型。

企业论坛_航空钛材

β热处理对Ti-6Al-4V ELI厚板性能影响

黄杰, 陈永辉, 高飞, 王勤波, 王娟华, 王新, 王俭

2018 (01): 23-26.

摘要(170) PDF (39) [施引文献] ()

摘要:
由于飞机零部件的独特性能要求,损伤容限特性良好就成为选材的关键。β热处理的Ti-6Al-4V ELI钛合金虽然具备该条件,但β热处理温度对Ti-6Al-4V ELI厚板板材显微组织和力学性能的影响十分显著。通过对热处理温度方面的实验,发现在相变点以上热处理时,板材组织为魏氏体组织,其温度高低对其组织和力学性能的影响较小。但当温度未达到相变点以上温度时,板材组织即成为存在少量的等轴α晶粒的双态组织,无法完全形成魏氏体。所以Ti-6Al-4V ELI厚板材在β热处理时,其热处理的温度对成品组织及性能极为关键。

企业论坛_热轧退火

不同退火温度下铁素体和珠光体组织的演变分析

陈宇, 胡洋, 关琳, 焦坤

2018 (01): 27-29+33.

摘要(269) PDF (161) [施引文献] ()

摘要:
文章主要研究了不同退火温度下铁素体和珠光体组织的变化以及不同组织形态对力学性能的影响。在光学显微镜下观察不同退火温度下铁素体和珠光体组织的变化,且通过万能拉伸机测试不同退火温度下试样的力学性能,经退火后材料强度大幅度下降。珠光体未发生球化时,由于在加热过程中,金属原子活动能力增强,自发的向外扩散,大晶粒吞食小晶粒而重新长大引起强度下降。珠光体发生球化后强度随退火温度的升高而降低的主要原因是球化珠光体的强度要比片层状珠光体的强度低,珠光体的球化使铁素体基体中的固溶原子扩散并在晶界附近形成碳化物,聚集的碳化物使得固溶原子越来越少,固溶强化作用越来越弱,引起材料整体的强度下降。研究结果解释了不同退火温度下显微组织的变化对力学性能的影响,对制定退火工艺有实际的指导意义,为降低热轧后钢板的强度来满足用户的特殊需求奠定了基础。

企业论坛_质量控制

800 MPa级别DP钢冲裂失效机理分析

胡洋, 杨天一, 海超

2018 (01): 30-33.

摘要(145) PDF (57) [施引文献] ()

摘要:
文章通过对800 MPa级别的DP钢冲裂零件进行网格分析,依据冲压时受力状态及应变情况,确定模具状态及定位尺寸对冲压过程的影响。分析结果表明:由于模具润滑条件及定位尺寸不精确,导致零件的变形部位产生应力集中,突破了成形极限导致零件破裂。另外,通过对裂纹扩展处进行扫描电镜分析,确定了导致失效产生裂纹的机理:800 MPa级别的DP钢裂纹的扩展一般都沿着马氏体和铁素体相的界面,正常级别的夹杂物并不是裂纹的扩展的主要原因。

3t C422电渣锭轧制实践与质量控制

肖洋

2018 (01): 34-36+63.

摘要(50) PDF (28) [施引文献] ()

摘要:
通过对C422钢种特性研究,制定相应的加热、轧制以及热处理工艺,确认800半连轧生产线具备3t C422电渣锭轧制生产的可行性,阐述了汽轮机叶片钢C422采用3t电渣锭轧制的工艺开发过程。从而实现了以轧代锻,不仅可以提高生产效能,降低制造成本,而且产品表面质量得到了改善,各项性能指标良好。

工艺与装备_产品开发

模拟实验热镀锌TRIP690工艺温度及其对组织性能的影响

李大光, 陈宇

2018 (01): 37-40+63.

摘要(69) PDF (81) [施引文献] ()

摘要:
随着人们对环境、能源、安全等要求的不断提高,汽车轻量化也逐渐成为了各大汽车厂商研究的主要方向。使用高强度钢板作为汽车的结构件,在降低车身自重的同时也提高了强度和安全性。汽车用热镀锌先进高强钢TRIP690钢优异的力学性能不仅能满足越来越高的汽车原材料板材的需求,而且热镀锌TRIP钢还能同时满足一定的防腐能力,是名副其实的先进高强度钢材。通过合理的成分设计,以及合理的热轧、冷轧工艺,使材料不仅满足高强度和防腐能力,热镀锌合金化产品还可以很好地解决焊接问题。文章通过热模拟实验,利用金相显微技术和透射电镜检测方法研究了两相区加热温度、贝氏体等温处理工艺对热镀锌TRIP690组织组成、室温时残余奥氏体含量及力学性能的影响规律。结果表明,基于镀锌产线的特殊性,合理选择两相区加热温度、贝氏体等温处理等重要工艺参数,可以获得良好的TRIP效应。

工艺与装备_锻压工艺

钛合金板的锻造工艺方案研究

李七平, 潘强, 刘永利, 李慧, 詹劲, 许敬月

2018 (01): 41-44.

摘要(104) PDF (154) [施引文献] ()

摘要:
钛合金密度小、强度高,同时具有良好的耐热性和耐蚀性能,因此它在航空工业、化学工业中的泵体和管道、建筑、体育休闲、食品、制药、生物材料、能源、海洋、汽车行业中有着广泛的应用。文章对材质为TA1/TA2的钛合金锻造工艺进行研究,通过对常规锻打方块工艺和锻打拔长工艺比较分析,得出锻打拔长工艺更实用。钛合金板的锻造工艺为:先对坯料进行压扁,然后镦粗;平放坯料,再用平砧下平台进行压扁;竖起压棱边;平放展长度;立起镦粗平整两端面,最终得到理想的成品。

工艺与装备_焊接工艺

X80管线钢半自动焊摆焊与排焊的热循环过程对比研究

白世武, 丁红胜, 童莉葛, 余江峰

2018 (01): 45-48.

摘要(102) PDF (61) [施引文献] ()

摘要:
大量低温冲击实验表明X80管线钢半自动焊焊缝区的冲击吸收功离散性相对较大,影响焊缝整体性能,而这种离散性一部分是由于焊缝所经历的热循环过程导致。利用热电偶对排焊和摆焊两种半自动焊接工艺焊缝中心各位置的热循环曲线进行测量,并将两种焊接方法的热循环过程及相关热循环参数进行对比。发现用热电偶测量焊缝中心各位置的热循环曲线较光滑、波动小,各焊层位置的热循环曲线基本遵循随着离热源距离的增加热循环曲线的峰值温度逐渐降低的规律。焊接线能量较小的排焊其各参数的数值及其平均值均小于摆焊,从冷却时间对性能的影响来看,排焊工艺焊缝的性能要优于摆焊。

工艺与装备_设备维修

高炉热风炉助燃风机故障处理实践

李增生, 康永飞, 常艳军, 原兵燕

2018 (01): 49-51.

摘要(85) PDF (43) [施引文献] ()

摘要:
安阳钢铁股份有限公司炼铁厂4747 m~3高炉热风炉2~#助燃风机工作中出现振动值突发升高从而导致故障停机现象。根据助燃风机结构原理及旋转设备振动原理分析,经过逐步排查,最终通过拆解发现轴承内套开裂。更换助燃风机轴承并更换电机后,经助燃风机负荷试车检测,定位端轴承箱机械振动值由检修前最高的9.2 mm/s降至1.2 mm/s,其他方位振动值均降低至1.0 mm/s以下,设备运行参数为优等状态,运行10个月至今未有异常发生。

罩式退火炉炉台承重板裂纹分析与修复

严升, 陆兆刚, 周茂涛, 杨华, 代永贵

2018 (01): 52-55.

摘要(109) PDF (19) [施引文献] ()

摘要:
炉台承重板作为罩式退火炉的重要设备,它的稳定运行对生产安全有着重大的影响。文章从工作环境、受力情况、安装精度及位置、材质等方面入手,运用有限元法,分析了承重板出现裂纹的原因,探讨了设备修复方法及注意事项,提高了设备的使用寿命,降低了设备维护成本。承重板裂纹修复方案确定后,共完成8件承重板的修复工作。修复后使用时间最长的承重板已使用一年以上,使用效果良好,承重板板面平整无变形,无裂纹再继续产生。承重板裂纹修复方案对类似工况及结构工件的维护方法、检查方式都有借鉴作用,为维修人员能更迅速、高效地查找出现故障的原因提供了参考。

工艺与装备_油泵换型

连铸A10VSO140DRS型恒压变量轴向柱塞泵换型改造

宋鹏卿, 王红飞

2018 (01): 56-58.

摘要(68) PDF (39) [施引文献] ()

摘要:
文章对云南昆钢新区炼钢厂2台小方坯连铸机出坯液压系统A10VSO140DRS型恒压变量轴向柱塞泵频繁损坏进行了原因分析。油泵频繁损坏的主要原因是冷床改造加长后仍沿用原来的液压系统造成的不匹配问题。根据生产实际情况,提出了将A10VSO140DRS型恒压变量轴向柱塞泵换型改造为A4VSO180DR/30R-PPB13N00油泵,通过可行性验证后组织实施改造,取得了明显实效。

工艺与装备_增氮工艺

棒材HRB400E增氮工艺开发及研究

王文辉

2018 (01): 59-63.

摘要(87) PDF (111) [施引文献] ()

摘要:
唐钢长材部生产HRB400系列钢筋过程中,需向钢中加入钒氮合金进行微合金化,形成的C、N、V化合物可以促进棒材强度的提高。其中N元素主要来自钢中基础氮与钒氮合金,因转炉出钢温度与终点碳不稳定造成钢中基础氮含量不同,V元素利用率不足,微合金化成本较高。文章介绍了唐钢长材部的增氮工艺开发过程,利用向钢水中喷吹氮气的方法,达到提高钢水终点氮含量的目的,并且使用纯钒铁替代价格昂贵的氮化钒铁,降低了微合金化成本。该增氮工艺技术由于向钢液喷吹氮气,提高了搅拌效果,降低了转炉终点氧含量及钢铁料消耗,因此具备在全国范围内推广潜力,创效空间巨大。

工艺与装备_制氧装备

昆钢新区制氧系统节能降耗生产实践

官业豹, 张映海, 普利昆, 杨明珠

2018 (01): 64-67.

摘要(97) PDF (45) [施引文献] ()

摘要:
云南昆钢新区新建的KDON-40000/80000型空分设备使昆钢拥有了大容量的制氧系统,但也存在电能消耗量大的问题,二期工程的停建也造成了生产的能源介质利用率低下,大量进行放散的情况。针对昆钢新区制氧系统的能源情况进行分析,从空分变负荷调节开始,采取优化生产工艺、动态调整操作、对耗能设备进行技术改造、加强用量需求调度和增加富氧率等一系列措施降低制氧系统电能消耗,有效地控制了生产过程中气体放散及提高氧、氮、氩资源利用率,实现了节能降耗。

成果展示_工艺推广

新型干式风选工艺在昆钢铁矿山的应用前景

王超, 张鸿伦, 王宏菊

2018 (01): 68-72+77.

摘要(85) PDF (58) [施引文献] ()

摘要:
文章对干式风选工艺进行了简单介绍。昆钢马鞍山铁矿改造前后的技术指标、经济效益对比分析表明新型干式风选工艺较铁矿山常见的传统湿式磨选工艺确实有优势,但必须要对完整的生产工艺环节的成本费用进行优化和调整,才能符合昆钢铁矿山的技术可行性,实现更优的经济效益。

成果展示_废液处理

焦炉煤气脱硫废液无害化处理技术

吴文升, 胡艳君, 黄靖, 吴威

2018 (01): 73-77.

摘要(58) PDF (202) [施引文献] ()

摘要:
焦炉煤气脱硫后会产生富含NaSCN等钠盐类的脱硫废液,对生产和环境都具有严重的危害性。目前在焦化生产中主要采用高温裂解法和提盐法来处理脱硫废液,两种方法各有利弊。通过对焦炉煤气脱硫废液在烧结无害化处置进行技术探讨,确认该处理工艺节省投资,可以做到脱硫废液无害化处置,不仅做到了绿色生产,而且有效地保护了环境资源。

成果展示_烟气脱硫

用于顺流喷雾半干法烟气脱硫的喷雾系统设计

王宏伟

2018 (01): 78-80.

摘要(94) PDF (151) [施引文献] ()

摘要:
一种新型脱硫工艺——顺流喷雾半干法烟气脱硫工艺是在脱硫塔上下设置多级雾化喷枪,通过精确的水量控制,实现含硫烟气、雾化水和石灰脱硫剂三者气液固三相充分接触反应。文章详细介绍了喷雾系统的雾化喷枪装置结构设计和水量控制的组成,确保顺流喷雾半干法烟气脱硫的长期稳定运行,可靠性高,工艺流程简单,系统阻力低,达到了很好的脱硫效果。此系统在某钢厂烧结机头烟气脱硫项目中得到了应用,运行两年多以来,没有发生脱硫塔内壁结垢的现象,也避免了脱硫剂团聚而造成的斗提跳车事故。顺流喷雾半干法的烟气脱硫系统获得发明专利,雾化喷枪和水量控制系统分别获得实用新型专利。

推广与合作_摄影采编

左文燕优秀摄影作品选登

左文燕

2018 (01): 82-82.

摘要(56) PDF (15) [施引文献] ()

摘要: