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2020年 第03期

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封面故事
Cottrell教授科学生涯中与金属学有关的故事拾遗
杨平
2020 (03): 1-9.
摘要(334) PDF (76)
摘要:
英国皇家学会会员、著名冶金学家Alan Howard Cottrell教授以其著名的"柯氏气团"理论为金属学领域的学者所熟知。Cottrell教授在20世纪40—50年代因其对位错及加工硬化理论的贡献而闻名材料界。文章回顾和整理了与Cottrell教授相关的若干金属学概念及理论,并对Cottrell教授人生历程的相关片段进行简述,希望能加深读者对相关金属学概念和理论以及它们相互间关系的理解,并对材料科学人物历史有进一步的感知,进而更好地规划国际化学习乃至自己的人生。同时文章也提及Cottrell教授与北京科技大学特别是柯俊院士的联系,从而引出若干相关的知名学者的故事,引发了作者本人的人生感触。希望广大读者缅怀材料大师,发奋学习,兼收并用,报效祖国。
本期导读
2020 (03): 2-3.
摘要(144) PDF (9)
摘要:
<正>科学人生Cottrell教授科学生涯中与金属学有关的故事拾遗英国皇家学会会员、著名冶金学家Alan Howard Cottrell教授以其著名的"柯氏气团"理论为金属学领域的学者所熟知。Cottrell教授在20世纪40—50年代因其对位错及加工硬化理论的贡献而闻名材料界。文章回顾和整理了与Cottrell教授相关的若干金属学概念及理论,并对Cottrell教
推广与合作_摄影采编
陈跃先 优秀摄影作品选登
陈跃先
2020 (03): 9+16+3.
摘要(172) PDF (4)
摘要:
热点聚焦
铅硐山矿山塌陷区生态环境治理中新技术的应用
董少平
2020 (03): 10-12+26.
摘要(193) PDF (23)
摘要:
铅硐山矿由于传统采矿工艺的局限性,加之地质构造节理裂隙发育、岩体脆、山体陡峭等因素影响,导致矿山塌陷区治理难度大、危险性大。为了落实绿色发展理念,根据生态保护治理要求,在铅硐山矿山塌陷区不同区域采用不同治理新技术:顶部岩石破碎区域采用无人机飞播新技术,上部岩层陡峭区域采用挂网喷土种草新技术,中部相对安全区域采用人工种树绿化,下部安全平缓区域采用人工覆土种草,顶部与上部之间安装被动防护网进行隔离。通过新技术在塌陷区的治理应用,解决了塌陷区生态治理的难题,保证了绿色矿山建设的顺利实施。
锌粉的运输危险性检验要求探讨
华雯, 王红松, 祝惠惠, 吴珂, 石文菊
2020 (03): 13-16.
摘要(169) PDF (14)
摘要:
锌粉的制备工艺越来越先进因而对锌粉进行运输危险性检验鉴定提出了更高的挑战。文章介绍了国际上关于锌粉运输危险性检验的主要依据,即锌粉遇水放出易燃气体、自热性和易燃性等检验和判定标准进行了系统探讨,对锌粉的危险性检验方法和判定标准进行了系统梳理和总结,有助于监管部门、检验鉴定机构、锌粉生产企业以及运输企业系统了解锌粉运输危险性的检验流程和要求,规避锌粉运输中存在的风险,确保运输安全,促进我国对外贸易的健康发展。
知识园地
宽厚钢板板形控制理论及实践综述
曹殿政
2020 (03): 17-22.
摘要(156) PDF (76)
摘要:
新中国宽厚板工业经历了从无到有、从弱到强的发展过程。宽厚钢板的板形控制是生产过程中十分重要的质量控制环节。文章简要介绍了宽厚钢板生产的关键设备:加热炉、高压水除鳞装置、宽厚板轧机、矫直机、滚切式双边剪、热处理设备、压平机等的发展及关键工艺;综述了宽厚板轧制成形金属弹塑性变形理论、轧制过程中的变形理论、轧后的矫直和压平理论;针对宽厚板生产中出现的纵向弯曲、横向弯曲(镰刀弯)、边浪、中间浪等板形问题,分析了钢坯加热的不均匀、轧制过程中的冷却不均匀、轧制过程中轧机的不稳定性等影响因素并给出了生产实践解决方案;提出大厚度热矫直机、新型无氧化烧嘴、新材料无粘铁皮炉底辊等新技术的应用预测。
科技前沿
工业级锆及锆合金性能研究现状
胡娟, 李刚, 张天广, 王家斌
2020 (03): 23-26.
摘要(208) PDF (95)
摘要:
工业级锆及锆合金因在高温高压的环境中具有良好的力学性能和抗腐蚀性能,在化工、石油、航空领域中具有广阔的应用前景。本文阐述了工业级锆及锆合金的合金化原理,分析了R60702和R60705在不同温度下的力学性能,指出传统石油、化工及医疗行业中使用的不锈钢和镍基合金结构件或零部件已不能完全满足苛刻条件下的工况需求,概述了工业级锆及锆合金在硫酸、醋酸、盐酸等恶劣腐蚀环境及空间技术领域的应用和研究现状。新型工业锆已经表现出优异的综合性能和巨大的应用潜力,因而核结构材料生产加工研究者应进一步加强新型工业锆的技术研究并强化其应用,这对加快我国工业化和空间领域的发展具有重要意义。
企业论坛
烧结固体燃料粒度对烧结矿质量的影响
朱亚东
2020 (03): 27-28+32.
摘要(194) PDF (45)
摘要:
本钢烧结矿生产的原燃料有一部分固体燃料是来自焦化厂的焦粉除尘灰,这种焦粉除尘灰粒度偏细,热值偏低,大量使用会对烧结矿质量产生不利影响。为了消除焦粉除尘灰对烧结矿质量的影响,满足高炉生产的要求,本文在保证其他原料不变的情况下通过改变焦粉除尘灰和正常焦粉配比从而改变固体燃料粒度组成,即通过改变小于1 mm、1～3 mm和大于3 mm粒级固体燃料的比例进行工业实验。结果表明:小于1 mm固体燃料比例小于30%,1～3 mm固体燃料比例大于55%有利于提高烧结矿转鼓强度,降低返矿率和固体燃耗,达到高炉生产要求并显著降低烧结矿生产成本。
低碳钢异物缺陷分析
王忠新, 朱海娇, 赵彦虎, 王旭生
2020 (03): 29-32.
摘要(173) PDF (17)
摘要:
在热轧生产中钢板边部附近出现了数量较多的异物缺陷,严重影响了热轧产品质量。本文对用作冷轧原料的热轧低碳钢钢板表面异物缺陷的产生原因进行了多组对照实验和微观组织分析,初步确认异物缺陷来源于铸坯。推断异物缺陷产生过程为:异物落在铸坯表面,被轧制压入铸坯基体;受除鳞水的影响,异物迅速降温,在热轧过程中形成了纤维状组织及碳化物;钢板母材与异物的接触处的组织受异物低温和铸坯高温的影响,提前转变为铁素体,并在铸坯基体温度的缓慢下降过程中不断长大,形成了异常粗大的铁素体。
酸轧机组末架轧机轧制力对宽料板形的影响
李宁, 刘晓峰
2020 (03): 33-34.
摘要(74) PDF (25)
摘要:
酸轧机组生产宽料产品时,板形控制是一个非常重要的环节。板形浪形较大的产品对后续工序的生产稳定性及表面质量会产生很大的影响。本文在酸轧机组生产宽料产品时,优化调整了末机架单位轧制力参数,通过对比生产实验,得出末机架最优单位轧制力为0.411 t/mm~2。通过分析指出,原料坯料的均匀加热和轧机的平直度控制水平对优化及改善板形也是非常重要的影响因素。
冷轧DP780冲压脱锌原因分析
马海龙, 韩乐, 巫雪松, 鲍成人, 田贵昌, 王章岭
2020 (03): 35-37+41.
摘要(146) PDF (36)
摘要:
热镀锌双相钢因具有一系列优异性能而得以在汽车车身轻量化和提高零部件安全性的生产中广泛应用。热镀锌高强度双相钢的可镀性问题是生产高质量表面镀层钢板的关键问题之一,而提高可镀性的基本方式是减少表面氧化物生成,从而抑制合金元素表面富集。文章针对冷轧镀锌DP780高强钢冲压脱锌质量问题进行成分和电镜对比分析,研究发现脱锌卷抑制层不均匀连续,局部存在合金元素富集氧化。分析表明其根本原因在于退火炉中露点控制不佳导致局部合金元素富集氧化,影响抑制层的均匀连续性。通过合理控制露点,抑制层均匀性得到改善,冲压脱锌问题得到解决。
三价铬热镀锌产品制管发黑原因分析
亢业峰
2020 (03): 38-41.
摘要(133) PDF (32)
摘要:
本文针对某厂出口三价铬热镀锌产品辊压成形制方管时表面出现"发黑"情况,通过SEM、粗糙度和金相组织形貌等对比分析发现,方管表面"发黑"并非是钝化膜脱落造成的锌层氧化发黑,而是由于辊压过程中钢板与辊压机摩擦产生的纵向辊印形成的色差带。通过调整辊压机压力和速度,消除了"黑色"条纹的产生。
工艺与装备
低温条件下55Q轻轨断裂原因分析及生产工艺改进
张万庆, 李秋京, 张毅军, 李坤
2020 (03): 42-44+60.
摘要(76) PDF (16)
摘要:
唐钢中型线在冬季0～20℃低温条件下生产55Q材质轻轨时矫直和加工断裂率高达15%。本文从轻轨轧后冷却速率、化学成分、金相组织、夹杂物等方面进行了分析,确定了轻轨断裂的主要原因为轧后冷却速率过快、化学成分C含量较高、受夹杂物的影响及磕碰损伤。通过在成品轧机与冷床之间的输送窄辊道上安装保温罩、优化55Q化学成分、严格控制夹杂物的数量和等级、对冷床收集槽进行改造等生产工艺改进,轻轨断裂率由15%降低至0.02%以下。
340 MPa级冷轧低合金高强钢的罩式退火工艺
康华伟
2020 (03): 45-48.
摘要(164) PDF (25)
摘要:
冷轧罩式退火属于再结晶退火工艺,退火工艺参数的变化对再结晶织构的演变和消除冷变形造成的晶体缺陷起着关键的作用,直接影响最终组织、综合力学性能以及焊接性能。本文研究了不同罩式退火生产工艺对340 MPa级的冷轧低合金高强钢性能和组织的影响,通过分析单片试样的退火性能为整个钢卷的罩式退火工业化生产提供参考依据。优化并确定了HC340LA工业生产的罩式退火工艺参数,工业试制的整卷HC340LA屈服强度达352 MPa以上,抗拉强度达431 MPa以上,延伸率A50达31%以上,得到了汽车生产厂商的认可与推广应用。
无取向硅钢50BW470冷轧生产工艺
宋涛, 李德君
2020 (03): 49-52.
摘要(99) PDF (60)
摘要:
冷轧加中间退火方法是国内无取向硅钢50W470的常用生产工艺。文章介绍了试生产无取向硅钢50BW470的3种冷轧工艺:罩式炉退火+（80%）冷轧、两道次（10%+78%）冷轧+罩式炉退火、两道次中等压下冷轧（60%+40%）+中间退火,并对试生产成品的电磁性能进行研究。结果表明,采用两道次（10%+78%）冷轧后罩式炉退火生产工艺替代常化处理生产工艺生产的成品晶粒度为5级,晶粒明显更大、更均匀,晶粒度比其他两种工艺降低1～1.5级。此工艺生产的无取向硅钢50BW470电磁性能处于国内先进水平,并且成本低于二次冷轧加中间退火工艺,符合本钢在现有装备条件下批量生产高性能的无取向硅钢的要求。
Inconel 600中厚板材生产工艺
杨晗, 杨哲, 程伟, 丁五洲, 许松
2020 (03): 53-56.
摘要(58) PDF (38)
摘要:
Inconel 600镍基合金具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能以及优良的冷热加工和焊接性能,在700℃以下具有热强性和高塑性。Inconel 600中厚板材作为一种优质耐蚀合金广泛应用于化学工业、航天、电子、核电等领域。本文对大规格Inconel 600中厚板材的熔炼、锻造、轧制工艺进行了研究。结果表明:A2工艺路线（真空感应+电渣重熔+锻造+轧制）生产的合金化学成分、表面质量、力学性能、腐蚀速率均能满足标准要求,有效解决了镍基合金板材表面质量差和一次铸锭成品率低的问题。
20CuNi铁道垫板型钢矫直工艺开发与应用
刘杨, 王君珂, 刘凯, 杨洋, 苏磊, 郝彤亮
2020 (03): 57-60.
摘要(44) PDF (10)
摘要:
随着钢铁行业竞争日益激烈,为提高市场竞争力,加快产品升级改造,河钢唐钢型钢厂开发了技术水平较高的20CuNi铁道垫板型钢。首次采用以轧代铸的方式进行铁道垫板型钢生产,从轧制到冲孔成型开发了一套完整的生产工艺流程,实现了稳定批量生产。本文简述了铁道垫板型钢生产工艺流程,介绍了铁道垫板型钢矫直工艺的开发应用,解决了河钢唐钢大型线非对称形型钢矫直生产的难题,实现了铁道垫板型钢的稳定批量生产,为型钢的矫直生产提供了宝贵经验。
冷轧切边剪薄带钢起筋控制策略研究
李志超
2020 (03): 61-66.
摘要(208) PDF (26)
摘要:
2130冷轧带钢工程是马钢"十一五"结构调整500万t钢生产能力系统项目中的重要工程之一。1#重卷线切边剪在生产中存在带钢边部起筋等缺陷,尤其在生产厚度小于0.7mm带钢时,经常在带钢边部发生起筋、翻边等缺陷,影响切边质量,造成经济损失。本文采取现场调研、理论解析、仿真分析和现场调试等开展冷轧切边剪剪切薄带钢起筋控制策略研究。对剪切过程中的带钢进行受力分析:通过理论分析计算、有限元数值模拟以及剪刃侧向间隙、剪刃重叠量等因素对剪切力的影响规律分析,明确了带钢切边剪剪切过程的应力分布规律。针对造成起筋的因素提出了剪切薄带钢起筋控制策略,包括对间隙量、重叠量和带钢厚度等参数进行优化。现场实测结果表明,优化后的参数设定值可以显著减少切边起筋的概率。
冷轧轧辊失效原因分析及改进措施
罗兴壮, 罗庆革, 杨剑洪, 潘礼双, 钱学海
2020 (03): 67-70.
摘要(158) PDF (57)
摘要:
柳钢中金950 mm六辊六机架不锈钢窄带冷连轧轧辊的主要失效形式为爆辊(剥落)、断裂、裂纹等。本文对轧辊失效原因进行分析,结果表明轧辊内部质量缺陷、轧制工艺不合理、轧辊使用管理不当等是导致轧辊失效的主要原因。通过加强轧辊使用过程无损探伤检测、优化轧制工艺及加强原料质量监控、规范轧辊使用管理等措施的实施,不锈钢窄带冷连轧月断带率由1.59%降低至0.53%,轧辊失效支数由19支/月降到稳定控制在2～5支/月,有效提高了连轧机组生产效率,降低了生产成本。
钢铁企业桥式起重机电气火灾事故与接地技术
王荣强, 刘洋
2020 (03): 71-73.
摘要(322) PDF (28)
摘要:
钢铁企业的桥式起重机电气设备的防火管理具有极其重要的意义。本文对钢铁企业桥式起重机电气火灾事故实际案例的原因分析,发现电源供电采用TN-C系统,滑线沿用"三相三线"系统,且从变压器中性点引出的保护接地中性导体（PEN线）没有引至吊车滑线上,甚至没有将PEN线铺设到现场的滑线受电开关柜处与厂房结构进行可靠连接。根据国家标准对供电系统进行了改造,实践证明接地系统的设计、安装和维护在桥式起重机电气设计和日常管理维护中的至关重要作用。文章提出的起重机接地系统需要注意的技术问题对钢铁企业桥式起重机电气设备消除火灾隐患具有一定的参考价值。
成果展示
一种制备TEM金属样品的便捷方法
宋一诺, 周燚, 王世荣, 岑耀东, 李振亮
2020 (03): 74-76.
摘要(123) PDF (41)
摘要:
本文针对透射电镜(TEM)金属样品机械减薄较为困难的问题,设计了一种简单便捷的套筒式机械磨薄装置,并且以铜片样品为例详细介绍了样品减薄的便捷方法和过程。采用新型装置的便捷方法可以在较短时间内制备40～70μm厚的金属薄片。与TEM制样传统方法相比,具有效率较高、不易产生机械损伤、均匀减薄的特点,完全符合TEM的制样要求,而且特别适合于稀有小试样的磨薄。
一种新型排渣炉鼻子技术
齐春雨, 冯超凡, 李振
2020 (03): 77-80.
摘要(190) PDF (31)
摘要:
炉鼻子是架设在炉子与锌锅之间带有密闭功能的带钢通道,为热镀锌线重要设备,如果控制不当则会产生锌灰锌渣聚集在炉鼻子内部从而黏附在带钢表面或镀层内部,造成严重的质量缺陷,带来较大的经济损失。新型排渣炉鼻子技术采用的独特机械结构有效避免了炉鼻子内部锌液表面浮渣与带钢的接触,从根本上解决锌渣对带钢表面质量的影响;加湿喷梁的改进有效抑制了锌灰的产生。新型排渣炉鼻子技术的实际应用表明,锌灰锌渣缺陷明显减少,带钢表面质量得到明显改善。

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