金属世界

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2018年第02期

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封面故事_科学人生
推广与合作
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封面故事_科学人生

贾成厂:宁静致远,走在时间前面的学术人生

贾朝

2018 (02): 1-5.

摘要(323) PDF (31) [施引文献] ()

摘要:
29岁参加高考,他以9县1市理科第一名的成绩考入北京钢铁学院金属材料系;34岁考研成功,他以大学期间科目全优的成绩留学日本东北大学;41岁博士毕业,他在日本神奈川科学城从事博士后研究工作,后担任总工程师;45岁归国,任北京科技大学教授,在高性能复合材料、粉末冶金等领域展开深入研究取得了非凡的成绩;回国工作二十年间,他指导硕士研究生近百名、博士研究生40余名,许多学生如今已是国内知名的学者、教授;他热心于国际合作,曾指导过比利时、阿尔及利亚、韩国、朝鲜等国家的博士、硕士研究生与访问学者;即便是65岁退休后,他仍然开设公选课程,每年有千余名学生走进他的课堂。这位从未停止过对学术的追求、从未放下过对科研的热爱的长者就是北京科技大学教授、博士生导师——贾成厂。贾成厂教授承担多项国家自然科学基金、国家支撑计划、863、973项目,获国家发明专利20余项,发表论文200余篇,主编参编学术专著15本;获教育部科技进步二等奖、中国冶金教育学会优秀教材一等奖、中国金属学会优秀工作者等多项奖励;兼任中国复合材料学会名誉理事、中国金属学会粉末冶金分会副理事长兼秘书长、中国机械工程学会粉末冶金分会常务理事等;...

推广与合作

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 (02): 2-2.

摘要(184) PDF (32) [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

杨栋优秀摄影作品选登

杨栋

2018 (02): 82-82.

摘要(72) PDF (8) [施引文献] ()

摘要:

热点聚焦_工业机器人

钢铁行业机器人应用及前景展望

苏亚红, 刘航, 朱晓波

2018 (02): 6-9.

摘要(353) PDF (282) [施引文献] ()

摘要:
我国工业机器人发展水平与国外发达国家相比还存在差距,这使得我国工业机器人市场需求将在一个比较长的时间内保持繁荣,随着"中国制造2025"的全面实施,工业机器人市场需求进一步扩大,智能制造将成为未来钢铁企业转型升级的主要方向。文章梳理了国外钢铁生产中不同用途机器人的应用情况及应用效果,通过对国内钢铁企业不同工序机器人应用密度、可行性及意愿等进行调研,分析了目前我国钢铁行业工业机器人开发及应用存在的主要问题,并结合国家政策对钢铁行业工业机器人未来发展前景进行了预测。

热点聚焦_储氢合金

高容量La2Mg17储氢合金研究进展

杨心宇, 张鑫, 刘镇洋, 王彦军, 张思源, 胡晓蕾

2018 (02): 10-13.

摘要(235) PDF (181) [施引文献] ()

摘要:
氢能作为一种清洁且可再生的能源具有优秀的应用前景,而如何储存氢气则是氢能利用道路上的一个难题。在各种储氢方式中,储氢合金以其体积密度大,安全性高、运输方便的优点成为了目前储氢材料的主要研究方向。La2Mg17是一种稀土镁基储氢合金,具有高储氢容量,发展潜力巨大,但其热力学、动力学性能较差,文章从制备方法、元素替换方面总结了近年来La2Mg17合金改性的研究进展:球磨机械合金化方法和氢化燃烧合成法制备的合金具有较好的性能且使用前不需要活化;添加Ni、Ca等元素进行替换也能提升部分性能,且动力学性能好,储放氢速度快。文章指出:开发新型制备工艺,研究更多种替换元素,进一步提高合金的性能,使其能在较低温度和压力的条件下储放氢,是实现合金商业化应用的发展方向。

热点聚焦_炼钢技术

国内外可持续炼钢技术发展新动向

赵欣

2018 (02): 14-17+33.

摘要(241) PDF (221) [施引文献] ()

摘要:
当前世界钢铁工业尤其是中国钢铁工业面临需求不足和产能过剩、产品同质化竞争加剧、行业盈利空间缩小、资源和环境压力增大等挑战,因此必须建立一种新的钢铁工业发展模式,实现资源与环境协调友好可持续发展。文章主要介绍了韩国、日本、德国、瑞典等世界主要产钢国的可持续炼钢技术发展新动向,分析各自的研究背景及技术特点,指出了我国未来可持续炼钢技术发展的趋势以及应加以关注和值得推广的国内外可持续炼钢技术。

热点聚焦_帐篷产业

金属构件使帐篷业迈向多元时代

凌勇坚, 何明凤, 杨赢利

2018 (02): 18-21.

摘要(138) PDF (28) [施引文献] ()

摘要:
文章简要介绍了帐篷的种类和用途、帐篷框架结构的设计方法、常用材料、加工特点,以及厂家的生产和效益情况。分析表明:环太湖区域的多数帐篷框架生产企业扮演的是中间加工商的角色,一方面要根据帐篷生产企业的订单组织生产,另一方面又将诸如杆件、接头等非标件进行外协加工。这种专业化大协作的模式既有利于降低企业的风险又有利于快速批量生产,有望实现小库存和零库存,是现代企业管理中的一种先进生产经营模式。由此指出了帐篷框架生产行业应加强队伍建设,强化品牌意识和知识产权保护意识。提出帐篷框架生产行业应该把诸多小企业有序地组织起来,进行分工合作,形成合力,减少恶性低价竞争的健康发展新理念。

知识园地_金属百科

金属(1):地壳与人体中的金属

贾成厂

2018 (02): 22-26.

摘要(298) PDF (105) [施引文献] ()

摘要:
贾成厂教授的系列文章之一——"金属(1):地壳与人体中的金属"深入浅出地阐明金属是具有光泽、富有延展性、容易导电和导热等性质的物质。金属元素的汉字偏旁部首一般为"金"字旁,仅有一个"汞"(俗称"水银")例外。金属元素的种类在元素周期表中占据了已知元素的80%以上,具有重要地位。地壳中的金属元素含量最多的是铝,含量最少的是具有放射性的碱金属元素钫。人体中含量最多的金属元素是钙,其次是钠、钾、镁。人体中不可缺少的微量金属元素主要有铁、钴、铜、锌、铬、锰、钼。并用谐音顺口溜"养闺女贴给哪家美(氧硅铝铁钙钠钾镁)"、"铁骨童心歌孟母(铁钴铜锌铬锰钼)"生动有趣地介绍了地壳和人体中金属元素的含量及其重要性。

知识园地_柔顺机构

浅谈神奇的柔顺领域

王晶琳, 邱丽芳

2018 (02): 27-33.

摘要(264) PDF (191) [施引文献] ()

摘要:
近年来柔顺领域的研究和应用取得了快速、蓬勃的发展。柔顺机构能够通过各种形式进行变化,可以利用构件自身的弹性变形来完成运动和力的传递及转换,和刚性机构相比具有十分明显的优势,因此倍受学者的关注。文章从柔顺机构、折纸机构、微机电系统以及LET柔顺铰链四个方面对柔顺领域进行了阐述,分别介绍了相应的研究成果以及应用。相信未来会有更多柔顺领域的宝藏被发掘出来,为我们的生活提供更多"柔顺"的服务!

科技前沿_核电材料

锆合金管材中氢化物研究进展

李晓珊, 于军辉, 王晨阳

2018 (02): 34-36+40.

摘要(200) PDF (159) [施引文献] ()

摘要:
锆合金具有热中子吸收截面率小,在高温高压的条件下具有良好的抗腐蚀性能和高温力学性能的特点,广泛应用于核反应中堆芯材料中的管、棒、板等结构材料。然而在反应堆高温高压的恶劣环境中,锆合金管材会生成氢化物,该物质会对核反应堆的质量和安全产生严重影响。文章从锆合金的氢化物破坏形式、氢化物产生形貌的理论进行综述和探讨,并从锆合金化学成分、锆合金管材设计及生产工艺提出现有锆合金控制措施,提出新一轮核电建设大潮中新型锆合金发展方向。

基于ANN-FEM法的Zr-4合金锻件晶粒组织研究

李颜, 张加霞

2018 (02): 37-40.

摘要(69) PDF (26) [施引文献] ()

摘要:
锆合金广泛应用于冷水反应堆的包壳材料和结构材料。文章利用人工神经网络（ANN）和有限元法（FEM）相结合的方法建立了锻造比为1.64的Zr-4合金锻件晶粒组织研究模型。结果表明:基于Traingda算法的ANN神经网络结构为3-11-3,动量因子为0.6,学习速率为0.8。Zr-4锻件晶粒组织尺寸的ANN模型结果与实测值基本一致,可有效指导Zr-4锻件的工艺生产。在锻造开始至结束区间内,Zr-4锻件外层区域金属的最大应力先呈现线性递增关系,随后缓慢增长,而中层和内层区域金属的最大应力变化不大。

锆合金轧制用芯棒的表面渗氮处理

石鸿瑞, 王伟

2018 (02): 41-43+48.

摘要(92) PDF (42) [施引文献] ()

摘要:
锆合金具有良好的核性能和抗腐蚀性能,常用作核反应堆的结构材料和包壳管材料。轧制是锆合金包壳管材的主要加工方法。在锆合金包壳管批量轧制过程中,发现包壳管内壁出现裂纹缺陷,排查结果显示是由于轧制用芯棒的芯头表面存在加工痕迹和点蚀深坑导致的。文章通过观察芯棒表面缺陷形貌以及芯棒渗氮层和基体性能来验证渗氮表面处理工艺用于锆合金包壳管轧制用芯棒的可行性,为提高芯棒的表面质量、避免锆合金包壳管的缺陷、确保核反应堆的安全和质量奠定了基础。

科技前沿_水源治理

铁活化过硫酸盐降解有机污染物的研究进展

张玲玲, 丁薇

2018 (02): 44-48.

摘要(162) PDF (548) [施引文献] ()

摘要:
过硫酸盐是一种稳定的、较高氧化还原电位的、适用条件温和的氧化剂,常应用于有机污染物的降解。铁作为廉价、环境友好、自然富足的催化剂,逐渐得到广泛关注。与芬顿反应类似,过硫酸盐在铁的活化下能产生自由基,从而促进有机污染物的降解。在过硫酸盐的活化体系中,铁在均相中是以亚铁和三价铁存在的,在异相中以零价铁、矿物和复合材料的形式存在,为了提高系统的效率,还引入了光、超声以及电等外加能源进行协同。文章阐述了均相和异相体系下铁活化过硫酸盐的机理和应用,并对协同方式进行了分析。指出铁是活化过硫酸盐的主要方式之一,材料的创新、能源的协同将成为该技术新的研究方向。

企业论坛_铁水脱磷

中高磷铁水应用及控制过程

张思源, 张鑫, 王彦军, 胡晓磊, 杨心宇

2018 (02): 49-52.

摘要(68) PDF (35) [施引文献] ()

摘要:
为应对钢铁行业发展的严峻形式,增强企业盈利能力,低品位高磷铁矿石的应用日益受到关注。但是高磷铁矿石将导致铁水磷含量增高,转炉脱磷负担加重。文章对中高磷铁水磷平衡分配比和石灰融化率的影响进行分析,认为中高磷铁水脱磷困难主要原因是渣中P2O5增多引起的磷平衡分配比下降以及石灰在渣中的融化率降低,需要调整吹氧、造渣工艺等来提高磷平衡分配比和石灰在渣中的融化率。

企业论坛_质量控制

过时效温度对TRIP590钢等温转变的影响

简忠

2018 (02): 53-56.

摘要(70) PDF (39) [施引文献] ()

摘要:
TRIP钢是新一代汽车用高强钢的研究热点。制定合理的TRIP钢过时效温度是保证连续退火TRIP钢组织中的残余奥氏体含量并使其具有一定稳定性的关键。文章利用连续退火模拟机、金相显微镜及拉伸实验机,系统地分析了过时效温度对TRIP590钢的组织及力学性能的影响。结果表明:随着过时效温度的上升,TRIP590钢残余奥氏体含量先上升后下降,在400℃时达到最大值;抗拉强度先下降后上升,在400℃有最小值;伸长率先上升后下降,在425℃达到最大值;伸长率变化趋势与残余奥氏体含量一致。

316L锻打法兰黑带缺陷原因分析

王哨兵

2018 (02): 57-59.

摘要(101) PDF (28) [施引文献] ()

摘要:
文章针对316L锻打法兰表面存在磁性较强且易生锈的"条带状的黑带"问题,利用宏观检验、化学分析、金相分析和扫描电镜分析等检测手段,找到了316L锻打法兰局部磁性强且容易生锈的原因。黑带部位与母体材料界线清晰,且黑带部位的金相组织为铁素体,Fe元素超过了90%,判断为异金属的卷入。通过对现场实际生产工况的排查分析,316L锻打法兰"条带状黑带"是在钢液浇铸过程中卷入异金属形成的。合理地控制浇铸过程中操作因素的影响,完全可以避免类似缺陷的产生。

20CrMnTi圆钢加工开裂原因分析及改进措施

王雷国, 王建忠, 姚建辉, 杜敬洲

2018 (02): 60-63.

摘要(85) PDF (38) [施引文献] ()

摘要:
渗碳钢20CrMnTi被广泛用于制造承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件。针对用户反馈的20CrMnTi圆钢加工开裂问题,缺陷试样分析得出导致加工开裂的原因来自炼钢夹杂物、冷却不均、轧钢折叠等方面,并对炼钢、轧钢采取控制低磷铁水、中包连浇时间、水口使用、二冷水、低倍检验和轧辊设计等改进措施,减少了20CrMnTi圆钢加工开裂问题的发生,保证了产品质量,提高了生产效益。

工艺与装备_工艺开发

碳含量对双相钢组织和性能的影响

刘宏亮

2018 (02): 64-66+76.

摘要(95) PDF (110) [施引文献] ()

摘要:
汽车车身用钢以钢铁板材为主,其中双相钢最多可占车身重量的70%,而DP780是双相钢中冷冲压成形普遍使用的最常用钢种。文章以工业生产DP780为研究目标,通过调整碳含量,在实验室模拟连退生产,研究化学成分对DP780组织和性能的影响及作用机理。实验制备不同碳含量实验钢,利用实验室连续热模拟实验机采用相同工艺制备样品,并借助力学性能测试、组织分析技术、热力学计算方法进行系统分析。结果表明,随着碳含量增加,DP780奥氏体稳定性增加,临界冷却降低,相同工艺条件下,马氏体比例增加,抗拉强度提高,但延伸率降低。碳质量分数由0.13%提高至0.15%,A3温度降低5℃。工业生产应依据装备特点选择合适的加热温度、冷却速率以及碳含量。

工艺与装备_连铸设备

连铸连轧配套夹持段的研发

王国华

2018 (02): 67-70.

摘要(47) PDF (23) [施引文献] ()

摘要:
文章以国内先进的宽厚板坯连铸连轧板坯液芯大压下轧制生产线为背景,结合空间关系和铸坯生产情况分析了铸轧机前后设置配套夹持段的必要性,提出了轧机前后专属配套夹持段和摆动支撑装置的设计方案,列举了设计理论及计算依据,并对辊径、辊距、平衡装置柱塞液压缸进行校核计算,同时利用有限元软件对夹持段支撑纵梁进行挠度变形分析校核;描述了配套夹持段和摆动支撑的结构形式和主要部件的相关参数,并通过图片清晰地反映夹持段的功能特性及辅助系统分布情况;通过三维模型对设备前后空间关系检查是否存在干涉情况。铸轧机前后设置配套夹持段为连铸连轧的顺利生产提供了保障。

工艺与装备_锻造工艺

自由锻工艺及氧含量对TC4薄壁环材冲击韧性的影响

岳旭, 马龙, 李瑞, 史文, 李渭清, 段晓辉, 高惠

2018 (02): 71-76.

摘要(139) PDF (81) [施引文献] ()

摘要:
选择两种不同氧含量的TC4钛合金坯料,分别经3种锻造工艺生产φ337/φ298 mm×300 mm规格的薄壁环材,进行冲击韧性测试。结合金相组织观察及扫描电镜形貌观察,分析了氧含量、初生α相形貌及冲击试样开口方向对TC4薄壁环材冲击韧性的影响。发现氧含量对TC4钛合金冲击韧性影响很大,随着氧含量的增加,冲击韧性下降明显。两相区加工状态下,细小等轴组织环材的冲击韧性最大,粗大的条状α组织的冲击韧性最低,交错状α束域对冲击韧性有所改善。加工流线对TC4薄壁环材冲击韧性也有较大影响,开口方向平行于端面的冲击韧性是开口垂直于端面的74%~89%,即裂纹扩展路径沿流线方向的冲击韧性较低。

成果展示_烟气脱硫

钢厂高炉煤气锅炉发电烟气脱硫技术特点及设计方案

王宏伟

2018 (02): 77-80.

摘要(86) PDF (373) [施引文献] ()

摘要:
钢厂高炉煤气锅炉发电烟气的特点是含硫低、粉尘浓度低,一般情况下脱硫入口SO2含量为70120 mg/m3,粉尘含量为35 mg/m3,如果采用传统的石灰-石膏法,势必会在脱硫的同时,由于石灰浆液和石膏夹带增加粉尘的排放浓度。文章重点介绍了节能环保新工艺技术——锅炉循环水+（石灰-石膏）法,即以pH为89的锅炉循环水为主脱硫剂,石灰浆液为辅助脱硫剂。同时,采用塔外双循环池的方式,两个循环池可以同时使用,也可以互为备用,保证了脱硫系统与锅炉的同步运行率。该脱硫系统经过168 h的性能测试,系统稳定运行,保持高脱硫效率的同时,没有增加粉尘的排放浓度。