金属世界

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2017年第03期

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封面故事

材料科学中的理论物理学家弗兰克

杨平

2017 (03): 1-8.

摘要(349) PDF (66) [施引文献] ()

摘要:
材料科学凝聚着几代矿物学家、晶体学家、物理学家、化学家、冶金学家、材料学科学家毕生的辛勤工作与丰富多彩的人生,也隐藏着无数耐人寻味的故事,激励着我们探索和发展材料科学事业。文章概括了英国理论物理学家F.C.Frank的科学贡献与人生故事,介绍了材料科学中与Frank有关的概念,讨论了科研中受Frank取向表达理论的影响,通过文献查询、科研总结等多种方式,对读者进行科研方式启蒙,努力培养读者科研兴趣。

热点聚焦

柳钢矿石物流系统的建设及优化

滕树满, 周茂涛, 伍颖, 农凯

2017 (03): 9-12.

摘要(153) PDF (44) [施引文献] ()

摘要:
国内多数老钢铁企业大都存在矿石料场贮存量不足,汽车转运量过大,厂区环境污染严重的情况。在钢铁企业谋求升级转型的阶段,对厂内矿石物流系统进行优化具有较大的研究价值。柳钢在不断创新、优化提效的发展过程中,原有矿石物流系统的弊端及局限性越来越明显。改善矿石物流输送系统、优化料场结构,已经成为柳钢发展的迫切需求。文章简要介绍了柳钢矿石物流系统的建设内容及优化的思路,分析了优化的方案和效果。柳钢矿石物流系统建设和优化项目先进、科学、效果明显,具有较高的实施价值和参考价值。

知识园地

对石墨烯在碳材料领域的应用研究及展望

赵子龙, 邢宝岩, 曾航航, 王聪伟, 王保成

2017 (03): 13-15.

摘要(141) PDF (165) [施引文献] ()

摘要:
文章以一步水热法制备泡沫镍/碳/石墨烯电极材料实验为基础,通过搅匀、水洗、酸性、烘干、涂片等工序对电极材料的制备进行了详细设计和严格控制。然后采用电化学工作站对电极材料的性能进行了测试,采用扫描电子显微镜对材料的微观形貌进行了表征。结合国内外相关报道文献对石墨烯在碳材料领域的应用进行分析,认为碳材料在我国大力发展清洁能源和新能源方面具有非常重要的作用;我国的碳材料研发已形成规模,发展潜力很大;碳材料研发水平将成为衡量我国国际竞争力的重要指标。

耐热型细化磁畴技术简述

王媛

2017 (03): 16-18.

摘要(242) PDF (55) [施引文献] ()

摘要:
近年来,我国电力行业的平稳发展为变压器尤其是节能降耗的卷铁芯变压器带来了良好的发展机遇。耐热型细化磁畴硅钢作为卷铁芯变压器的首选材料,其研发工作就显得尤为重要。对此国内外学者做了大量的研究,目前公开的耐热型细化磁畴技术主要包括三类:机械刻痕法、激光刻痕(成槽或熔融凝固层)法和化学蚀刻法。文章通过解读相关专利文献,对这三类方法的具体实施情况及各自特点进行简要说明,并对耐热型细化磁畴技术在国内的发展前景提出思考及建议。

激光加工技术在城市轨道车辆制造中的应用

张云飞, 李军

2017 (03): 19-22.

摘要(195) PDF (197) [施引文献] ()

摘要:
激光制造业亟需组建优秀的激光加工团队,大力普及激光加工技术,设立激光加工教学、科研和生产基地,加大相关技术同步研究,将机器人技术、仿真技术应用等大规模地应用到城市轨道车辆制造中,发展我国自主特色的激光加工设备以及加工工艺。激光加工技术在城市轨道车辆制造中的应用,包括焊接、切割、表面改性、打标、快速成型、打孔及微细加工等。文章以城市轨道车辆为研究对象,阐述了先进激光焊接、激光切割在城市轨道车辆制造和轮轨表面处理等的原理和特点,分析了目前激光加工技术在城市轨道车辆制造中的特点和应用前景,为缩短与国外先进技术的差距,加快轨道交通技术储备提供参考。

导流壳钻攻压机器人工作站

李鸿梅

2017 (03): 23-27.

摘要(97) PDF (24) [施引文献] ()

摘要:
随着"工业4.0"和"中国制造2025"概念的提出,自动化与智能化已成为引领未来工业生产的发展方向。文章结合井用潜水泵导流壳的加工工艺要求,提出了井用潜水泵导流壳钻攻压机器人工作站的总体布局方案,阐述了工作站的机械结构设计与加工流程。将机器人工作站与数控车床组合形成生产线,实现了用机器人代替人工完成企业最常用两种导流壳的自动化生产。而且本工作站中采用"一机三爪"的设计形式,大大降低了工作站的设计成本,为企业节省了前期投入。工作站中导流壳的钻孔、攻丝、压环、码垛等加工环节交叉进行,减轻了工人劳动强度,减少机器等待时间,大大提高了生产效率,也为今后的机器人工作站研究方向提供了借鉴。

科技前沿

搅拌摩擦加工加入SiC粒子的TA2纯钛表面改性

马宏刚, 王快社, 刘继雄

2017 (03): 28-31+42.

摘要(154) PDF (58) [施引文献] ()

摘要:
在TA2工业纯钛表面通过搅拌摩擦加工,利用搅拌旋转产生的纯钛表面塑形变形过程使SiC粒子进入材料表面基体组织,实现改善工业纯钛表面硬度及其耐磨性的目的。文章研究了搅拌摩擦加工后TA2工业纯钛显微组织特征,对比分析了TA2工业纯钛加入SiC粒子的搅拌摩擦加工区与未加入SiC粒子的搅拌摩擦加工区摩擦磨损及电化学腐蚀性能。结果表明:TA2工业纯钛表面经加入SiC粒子的搅拌摩擦加工后,SiC粒子被成功加入材料表层基体组织,搅拌加工区晶粒发生了剧烈的塑性变形、破碎,实现加工区组织结构的致密化和细化;经加入SiC粒子的搅拌摩擦加工后TA2工业纯钛抗摩擦磨损性能明显提高,但电化学腐蚀性能有小幅下降。

新型AFA不锈钢抗高温氧化性及蠕变性能的影响因素

潘志忠, 赵子龙, 康志芳, 陶志勇, 韩培德

2017 (03): 32-35.

摘要(170) PDF (107) [施引文献] ()

摘要:
AFA不锈钢是一种表面自发形成Al2O3保护膜的新型奥氏体耐热不锈钢。通过控制AFA不锈钢中不同的铝含量,采用光学显微镜、扫描电镜等实验设备对热轧态和固溶处理态的AFA不锈钢微观组织进行了研究,并分析了提高AFA不锈钢的抗高温氧化机理和提高蠕变性能机理。对铝含量为2.5%的AFA不锈钢选择热处理工艺使Al的非平衡偏聚发生在再结晶之前,然后在高温下进行固溶处理,再结晶的新生晶粒取代了原始的板条状晶粒,表面没有明显的析出物,晶粒得到进一步细化,提高了310S的抗高温氧化性和蠕变性能。

钛带冷轧过程塑性变形与板形调控功效的仿真研究

史亚鸣, 李志敏, 曹占元, 张立元, 张清东

2017 (03): 36-42.

摘要(148) PDF (102) [施引文献] ()

摘要:
基于ABAQUS仿真平台,针对国内某四辊CVC板带冷轧机,建立钛带冷轧过程的弹塑性变形有限元模型,数值模拟研究钛带冷轧过程塑性变形和轧机各项板形控制技术的板形调控功效。仿真结果表明,相同厚度的钛带经历轧制塑性变形后,实际压下量和纵向延伸量随着辊缝开度和后张力的增加而减小,又随着前张力和轧制区摩擦因数的增加而增加。四辊CVC轧机对于钛带依然具有较强的板形调控能力,冷轧过程钛带的二次凸度和边降随着弯辊力和支持辊凸度的增加而减小,又随着工作辊窜辊量的增加而增加,而四次凸度随着支持辊凸度和工作辊窜辊量的增加而增加。

企业论坛

DC04冷轧板孔洞缺陷成因分析和对策

左海霞, 海超, 王亚芬

2017 (03): 43-45.

摘要(75) PDF (105) [施引文献] ()

摘要:
DC04冷轧深冲用钢板广泛应用于汽车、家电等行业。冷轧板的孔洞缺陷是常见表面缺陷之一。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS),对DC04冷轧带钢中出现的孔洞缺陷进行检验分析。结果表明,造成孔洞缺陷的主要原因是供冷轧原料铸坯中存在卷渣情况,致使基板延伸减薄过程中夹杂物的影响局部放大,最终撕裂形成孔洞。要避免或减少此类孔洞缺陷的出现,必须严格控制钢水的纯净度和冶炼、浇注环节,从而提高冷轧产品的合格率。

H13模具钢轧制实践与质量控制

王刚, 肖洋

2017 (03): 46-48+60.

摘要(58) PDF (121) [施引文献] ()

摘要:
"现代工业,模具领先",这不仅是制造行业的共识,而且模具工业水平的高低己成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。热作模具作为模具工业的重要组成部分,目前正在向着大型、复杂、精密、高寿命、高效率方向加速发展。本钢特钢厂采用电渣重熔工艺冶炼,根据特钢厂现有的轧机能力,针对钢种特性,制定相应的加热、轧制以及热处理工艺,最终成功开发出各项质量性能指标良好的热作模具钢H13,对同行业及其他相关行业有一定的指导和借鉴意义。

唐钢1810mm生产线热轧带钢宽度精度控制

董跃星, 殷楷

2017 (03): 49-51.

摘要(77) PDF (95) [施引文献] ()

摘要:
为提高唐钢1810 mm生产线热轧带钢宽度精度,文章从铸坯宽度设定、立辊压下量、最小张力控制、精轧机张力控制等方面进行分析,确定了过程工艺参数,制定了控制措施。优化过程工艺参数后,唐钢1810 mm生产线热轧带钢宽度精度可以满足不同客户的使用需求,控制能力达到国内同行业先进水平。

5A06铝合金棒材探伤缺陷分析

马月, 王强, 杨晓禹

2017 (03): 52-56.

摘要(56) PDF (60) [施引文献] ()

摘要:
文章针对东北轻合金有限责任公司一项重点产品5A06铝合金棒材探伤缺陷进行了全面的分析。通过组织结构分析确定了缺陷性质以及缺陷的产生原因,结合现场经验,有针对性地提出了缺陷预防措施,并对措施进行了验证,有效地解决了探伤不合格的问题。

GCr15轴承钢表面裂纹缺陷分析

董学涛, 汪海涛, 冯崇伟

2017 (03): 57-60.

摘要(76) PDF (171) [施引文献] ()

摘要:
生产检查过程发现GCr15钢材表面存在分布不规则的裂纹,经金相、能谱分析,裂纹处存在明显脱碳,并含有K、Na元素。分析应为连铸坯皮下卷渣割裂基体导致钢材表面裂纹,同时钢中硫含量较高,易使裂纹得到扩展。通过优化连铸电磁搅拌强度、过热度、结晶器冷却强度、拉速等工艺参数,采取稳定钢液面控制等技术措施后,避免了连铸卷渣缺陷产生,有效控制了钢材表面裂纹缺陷,提高了产品质量。

Fe510D热轧卷边裂缺陷产生原因及控制

陈业雄, 王树旺, 宋进英

2017 (03): 61-64.

摘要(104) PDF (52) [施引文献] ()

摘要:
采用OM、SEM、EDS等测试手段,研究了Fe510D高强度结构钢热轧卷边部开裂处缺陷形貌及元素分布特征。结果表明,中间包内钢渣、结晶器内保护渣卷入及钢水的二次氧化是造成热轧卷边部开裂的主要原因。通过转炉冶炼、LF精炼及连铸生产工艺优化,钢水纯净度得到了提高,边部开裂缺陷率也得到了明显的改善,并对开发其他牌号低合金高强钢提供了宝贵的借鉴经验。

工艺与装备

从高铜碲渣中提取碲的实验研究

郑春到, 张伟旗

2017 (03): 65-68+72.

摘要(134) PDF (92) [施引文献] ()

摘要:
由于碲为两性元素,价态物相复杂,对大多数含铜碲物料而言,为高效分离铜及提取稀贵元素碲,一般采取硫酸化中低温焙烧工艺预处理物料,可使铜等杂质金属转化为相应的硫酸盐、氧化物等,用低酸基本可高效脱除其他金属元素。杂质金属转化为不溶于碱的复合盐,碲转化为易溶于碱的二氧化碲,生成亚碲酸钠。利用加稀硫酸分步除杂,能得到高浓度含碲净化液。通过控制一定温度,加稀硫酸调p H值,最终得到优质二氧化碲。从而可以提供精碲生产所需的中间原料,达到提高精碲回收系统直收率和回收率的目的。

镍铜合金UNS N04400无缝管产品的开发

徐培玉

2017 (03): 69-72.

摘要(90) PDF (53) [施引文献] ()

摘要:
为了进一步满足各行各业的使用需求,特别是强腐蚀环境的使用要求,湖州华特不锈钢管制造有限公司通过UNS N04400合金无缝管制造工艺的研究,总结了整套生产工艺和方法,为后续产品的生产工艺定型提供了充分的依据,为该合金无缝管大批量生产创造了有利条件。镍铜合金UNS N04400无缝管的生产技术的难点主要有:穿孔难度大,穿孔时保温时间以及穿孔的温度范围很窄;加工难度大,酸洗时间不能太长;而且相对奥氏体不锈钢及双相不锈钢,热处理温度低。文章针对难点问题进行了系统研究,较好地解决了技术难题,成功开发出了UNS N04400合金无缝管制造工艺方法,产品质量稳定可靠。

热轧酸洗板QStE460TM制管开裂原因分析

康海军, 杨得草, 于立伟, 王旭生

2017 (03): 73-76.

摘要(79) PDF (66) [施引文献] ()

摘要:
针对热轧酸洗板QStE460TM制管开裂的现象,利用金相组织及扫描电镜等手段进行了勘测,发现该批次的QStE460TM带状组织严重。且带状组织中分布着MnS非金属夹杂物,胀形时容易从非金属夹杂物处萌生裂纹,从而造成热轧酸洗板QStE460TM制管开裂。而形成的主要原因是连铸坯的中心偏析,因此必须消除连铸坯中心偏析从而控制带状组织的形成。

成果展示

宝钢80kg热轧酸洗高扩孔钢的开发与应用

庞厚君

2017 (03): 77-80.

摘要(121) PDF (77) [施引文献] ()

摘要:
结合宝钢生产工艺设备通过特殊的化学成分设计和热轧工艺制度成功开发出80 kg高扩孔钢产品。该材料不仅拉伸力学性能及扩孔率较好,满足汽车成型要求,而且在-40℃依然保持较好的冲击韧性,较好地满足了零部件的服役要求。通过组织分析发现,这与扩孔实验开裂与13.5 mm和25 mm的TiN颗粒在翻边过程形成的空隙相关。同时在材料中发现50500 nm及小于50 nm的（Nb、Ti）C复合强化析出物是提高材料强度的主要原因。目前该材料已成功应用于汽车控制臂等零件,成为汽车应用的新材料。

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

2017 (03): 81-81.

摘要(32) PDF (13) [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

推广与合作_摄影采编

刘鸿洲优秀摄影作品选登

刘鸿洲

2017 (03): 82-82.

摘要(58) PDF (6) [施引文献] ()

摘要: