针对首钢生产SPA- H钢热轧卷中密集出现独立细线缺陷、独立翘皮缺陷、细线翘皮共生缺陷和浅坑缺陷等表面质量问题展开机理研究。通过使用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪观察了缺陷的形貌和微区成分，认为细线、翘皮和细线翘皮共生缺陷的形成与两个因素紧密相关，一是表层含硅/铬氧化物的氧化铁皮，二是与钢基体紧密接触的氧化铁皮内部的铜富集。研究表明，浅坑发生在精轧过程中，为翘皮等脱落后的碎屑在板面机械摩擦碾压划擦形成。

MA岛是某些钢组织中的重要组成部分，钢中MA岛的含量对钢的韧性、强度等力学性能有一定影响。本试验针对MA岛定量方法的内容进行了分析，定量时首先对试样进行精细抛光和着色侵蚀，使MA岛侵成白亮色；然后用共聚焦显微镜采集图片，MA岛和基体组织对比黑白分明。接着利用中科仪的Sisc- Ias8金相分析软件根据二值分割进行定量，得出MA岛定量结果；最后描述了定量方法在双相钢中的应用。结果表明，MA岛定量技术弥补了以前定量分析方法的不足，能够快速、准确地分析出钢材组织中MA岛的百分含量。

含钛高炉渣可直接用于制作混凝土、渣棉和混凝土砌块等原材料,但其钒、钛有价资源得不到有效利用。中国含钛高炉渣储量大,且每年仍以较快速度增长。因而含钛高炉渣钛资源提取问题成为研究热点。通过对含钛高炉渣钛提取技术的相关研究进行回顾,分别从钛铁合金、钛白和四氯化钛等不同富集形式,对含钛高炉渣钛提取工艺的过程以及优缺点进行综述,并分析探讨各工艺可行性,期望可以促进钛资源可持续健康发展,达到资源综合利用目的。

通过数值模拟的手段,以北方某钢厂300 t转炉为原型,建立了转炉底吹的三维模型。研究了在非均匀供气制度下转炉底吹氩气对转炉混匀效果的影响,优化了设计方案。结果表明,随着底吹氩气流量的增加,熔池内平均流速和平均湍动能均增加,弱流区比例减小,但死区比例降低的幅度不大。单个透气砖氩气流量为440 m³/h时,流量分配比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的平均速度分别0.189、0.204、0.167和0.168 m/s,死区比例分别为17.5%、11.60%、23.53%和20.23%。流量分配比为2∶1时转炉混匀效果最好,1∶1时次之,4∶1时再次,分配比为3∶1时混匀效果最差。

为了得出铌微合金化H13钢中合适的铌元素添加量,以H13钢中的一次碳化物为研究对象,通过实验室冶炼不同铌元素质量分数的H13钢,系统地研究了Nb-H13钢中一次碳化物的析出机理和合适的Nb添加量。结果表明,当H13钢中铌的质量分数小于0.03%时,Nb-H13钢中的一次碳化物主要为富钒相;当H13钢中铌的质量分数达到0.05%时,Nb-H13钢中的一次碳化物主要为富钒相和富铌相。铌微合金化H13钢中铌元素的添加量应小于0.03%。铌质量分数的高低会显著影响FCC相中碳化物的析出顺序,随着铌质量分数的增加,碳化物的析出顺序由首先析出富钒相转变为首先析出富铌相,且富铌相的热稳定性要远高于富钒相。理论计算结果与试验观察结果基本一致,工业试验结果同样论证了本研究的结论。

针对多断面方坯连铸机的生产实际,从工艺和设备设计角度并结合生产实践提出如下思路。二冷区总长度设计为7 685 mm,分四区,并将第四区细化为四区＋四区延长区以适应多断面、多钢种较高拉速生产;二冷各区分配比定为0.33-0.39-0.19-0.09(四区延长区关闭)和0.35-0.39-0.12-0.14(四区延长区打开),比水量范围为0.3～1.2 L/kg;独特的二冷全水和气雾喷嘴快换装配结构可节省断面更换时间至2.5 h;兼顾各断面生产的末端电磁搅拌最佳安装位置为距离弯月面9.2 m处。按上述思路设计的多断面方坯连铸机可实现较高拉速生产,铸坯质量良好,连铸机作业率高,并为同类型连铸机改造或设计提供实践经验。

为了研究退火过程受热不均匀对板材组织及成形性能的影响规律,对热轧态SAE1010低碳钢板进行冷轧及连续退火,分析热轧态、冷硬态及退火态钢板边部和芯部的显微组织,分别对退火态钢板边部和芯部试样进行拉伸和折弯试验。结果表明,热轧态试样少量岛状珠光体分布在铁素体晶界处,边部组织晶粒尺寸小于芯部,珠光体中部分片层渗碳体退化为球状。冷硬态板材组织沿轧制方向呈现明显的晶粒破碎特征,退火态边部组织存在较多的大晶粒和粒状渗碳体团,芯部组织较为均匀细小。退火态板材芯部材料伸长率高于边部而强度低于边部,经180°折弯后芯部钢板无开裂而边部出现裂纹。退火温度均匀性对于SAE1010低碳钢板组织和性能具有重要的影响。

利用超高压电子显微镜分别在350、400、450以及500 ℃下对SUS316L奥氏体不锈钢进行剂量为3.6 dpa的电子束辐照,通过观察和分析辐照后样品中的空洞和位错环数量密度以及肿胀率,讨论了不同温度下电子束辐照对材料肿胀率的影响。结果表明,不同温度下,样品中都产生二次缺陷,如位错环和空洞;空洞引起辐照肿胀;在350～450 ℃范围内,肿胀率随着温度升高而增加,并在450 ℃达到最高;450 ℃后,肿胀率降低。不同温度下,两种二次缺陷对于点缺陷的尾闾强度不同,肿胀率与位错环、空洞在显微组织中所占比例有关。试验研究辐照肿胀率与二次缺陷间的关系,为进一步理解辐照肿胀机理、寻求抑制辐照肿胀的方法提供依据。

980 MPa级双相钢在冷轧工序轧制过程中易在热轧下线卷的带尾发生边裂，主要原因为贝氏体的生成和碳化物的不均匀析出。贝氏体的产生主要原因为热轧卷取温度高于贝氏体相区，钢卷边部温度较低，进入贝氏体相区。碳化物的不均匀析出的原因为钢卷在热轧工序下线后，温度下降通过铁素体区，铁素体生成，碳化物析出；同时，边部冷速较快，碳化物无法完成均匀化分布和球化。贝氏体、铁素体与贝氏体结合处和碳化物偏聚区在冷轧轧制过程中容易形成裂纹。在后续生产过程中，裂纹在带钢张力和辊面剪切应力的作用下，沿原裂纹形成方向扩展，严重时导致断带。通过提高热轧带尾卷取温度，下线后进入缓冷坑或降低热轧卷取温度可以抑制以上3种裂纹源的产生，减少边裂，降低断带风险。

以原煤、煤焦油、沥青和活性炭粉为原料制备了颗粒脱硫脱硝活性炭,考察了不同活性炭粉添加量对再造粒强度及其脱硫性能的影响规律。研究表明,随着活性炭粉添加量的增加,再造脱硫脱硝活性炭的耐磨强度和耐压强度整体呈现下降趋势;脱硫值随活性炭粉添加量的增加而逐渐增大;本试验活性炭粉配煤混合粉中炭粉添加占比为15%～23%的情况下可制备出产品性能优良、资源回收利用率高的脱硫脱硝活性炭,对应的耐磨强度、耐压强度和脱硫值区间分别为97.01%～97.40%、56.63～63.57 daN和28.92～29.54 mg/g。

分析了340 MPa级冷轧低合金高强度钢“桔皮”缺陷钢板和正常钢板的微观组织结构和力学性能。结果表明,缺陷钢板的应力-应变曲线屈服点伸长率达到了3.73%,屈服延伸过大导致了所冲压的前风窗横梁连接板表面产生“桔皮”缺陷。在实验室采用对钢板预拉伸的方法模拟钢板工业化生产的平整与拉伸矫直工艺,随着预拉伸量的增加,试验样屈服平台的长度减少,当预拉伸量超过1.8%时,试验样的屈服平台消失。微观组织进一步分析显示,退火温度高导致钢板晶粒粗大和晶粒取向异常是冲压钢板 “桔皮”缺陷产生的根源。在连续退火工艺环节中合理控制平整和拉伸矫直工艺可以消除或者缩短试验钢屈服平台长度,并避免冲压件表面“桔皮”缺陷发生。

在实验室研究了不同卷取温度对C-Si-Mn-Al热轧高强度搅拌罐用钢组织性能的影响。采用激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等技术对试验钢在不同卷取温度下的组织、力学性能进行对比研究。研究结果表明,试验钢在580、550 ℃卷取得到铁素体和珠光体组织;在400 ℃卷取得到铁素体和贝氏体组织;在300 ℃低温卷取得到铁素体、贝氏体和马氏体组织;在150 ℃低温卷取得到铁素体和马氏体组织。随着卷取温度的降低,试验钢的抗拉强度与硬度逐渐增大,伸长率逐渐降低。试验钢在300 ℃模拟卷取时抗拉强度达到1 029 MPa,维氏硬度为342.6;在150 ℃模拟卷取时抗拉强度高达1 265 MPa,维氏硬度达到360.7,屈强比达到最低,仅为0.58。

在 Gleeble- 3500型热模拟试验机上，利用应力松弛试验研究了含磷高强IF钢第二相粒子的析出行为。结果表明，微合金元素析出钉扎住了位错与晶界，导致应力松弛曲线呈现出3个阶段的特征。试验用钢的PTT曲线呈现典型的“C”曲线形状，最快析出的鼻子点温度约为850 ℃，在此温度下，第二相粒子析出开始时间与结束时间分别为14和246 s，随着弛豫时间的增加，第二相粒子的析出数量逐渐增多，形貌逐渐粗化，析出粒子为Ti4C2S2 和TiC，主要呈圆形颗粒形貌。由于试验钢种采用磷强化,在析出的第二相粒子中存在棒形和长条形FeTiP，同时由于磷的晶界偏聚，所以FeTiP同样存在晶界析出的规律。

神东烟煤具有水分含量高的特征,这对其生产、运输、储存或用于高炉喷吹都会有影响。针对神东烟煤的这个特性,选用5种不同矿区的具有代表性的高水分神东烟煤,探究不同干燥时间条件下水分对其可磨性的影响,并使用高炉喷煤燃烧模拟试验装置研究其燃烧率随水分含量的变化趋势,将不同条件下的失水质量分数与分析水质量分数的比值定义为失水率,探究可磨性和燃烧率与失水率的变化关系。结果表明,失水率增大时,煤的可磨性和燃烧率均呈上升的趋势,随着干燥时间的延长,可磨性增大的趋势变缓,随着失水的增多,燃烧率和失水率近似呈线性增长的关系。

借助计算机仿真技术研究真空自耗冶炼过程已成为一种新的发展趋势,此方法不仅有助于探明各工艺参数对真空自耗冶炼过程的影响与作用机理,还可对其冶炼过程的稳定性与铸锭的冶金质量进行有效预测。对此,简要介绍了国内外近30年来真空自耗冶炼过程数值模拟的发展历程与取得的科研成果。同时,以真空自耗冶炼过程模拟、宏观尺度模拟、微观尺度模拟为切入点,详细综述了国内外关于真空自耗冶炼模型、金属熔池模型及微观组织模型的研究进展与应用现状。最后,对国内进一步推动真空自耗冶炼过程数值模拟的开发与应用提出了新的发展方向。

烧结矿生产原料中适量的二氧化硅有助于烧结黏结相的生成,但过高的二氧化硅含量会增加液相黏度,且对烧结黏结相的矿物组成产生不利影响。巴西某高硅铁矿粉对烧结黏结相的影响尚不明确,故采用微型烧结法,考察配加不同比例该高硅铁矿粉条件下混匀矿的液相流动性,再基于“K值法”的原理,对其矿物进行半定量分析,得出铁橄榄石、钙铁橄榄石和硅酸钙等矿物的含量。结果表明,随着该高硅铁矿粉在混匀矿中配比的增加,黏结相的液相流动性降低,铁橄榄石和硅酸钙等矿物含量也明显增加。基于此,采用提高混匀矿反应性的方法,改善了烧结黏结相的液相流动性,降低了铁橄榄石和硅酸钙的含量。

轴承是现代工业中最重要的钢铁部件之一,而次表面滚动接触疲劳(RCF)是轴承主要的失效模式。为了深入理解轴承钢的RCF失效过程,首先从力学和材料学两个角度对轴承钢的RCF过程进行了描述,提出RCF过程的实质是由位错和碳原子的交互作用造成的次表面组织演变过程;然后介绍了预测轴承RCF寿命的工程模型和理论模型,指出将工程模型与理论模型相结合、将在循环载荷作用下微观组织的演变与RCF寿命相结合是未来工作的两个重要方向;最后对全流程、多尺度的轴承钢设计问题进行了展望,提出耦合物理冶金学算法与人工智能算法以及多学科交叉的重要工作思路。

中国近年来工业制造领域不断发展,这对国内轴承钢的研发制造提出了新的挑战,高品质轴承钢的研发生产成为当前国内轴承行业亟待解决的问题之一。从轴承钢的分类、性能的主要影响因素以及热处理工艺的发展等方面对国内外轴承钢的研究进展进行了综合论述,提出了发展国内高品质轴承钢需解决的工艺优化、夹杂物与碳化物的控制、检测设备及技术评价指标缺乏等问题的方法,以期实现国内高品质轴承钢的量化生产与应用。

对于高品质耐候桥梁钢,不仅需要优良的低温冲击性能,而且对其耐腐蚀性能也提出了更高要求。研究了钙处理工艺对耐候桥梁钢低温冲击性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,与传统的钙处理工艺相比,采用改进后钙处理工艺提高了钢水中钙的收得率,使钙处理过程更充分,得到了低温冲击性能更好的试验钢板,与原钙处理工艺相比,试验钢的冲击功在－20 ℃时提高了5.3%、－40 ℃时提高了7.5%。同时,与普通Q420qE钢对比,钙处理工艺Ⅱ将相对腐蚀率从43.50%提高到32.40%,加速腐蚀试样锈层纹理清晰,致密性相对较高,XRD分析显示,锈层中α-FeOOH结晶相质量分数达到91.8%,耐腐蚀性能良好。

通过对取向硅钢铸坯的低倍检验,研究了中间包钢水过热度、电磁搅拌电流、二冷水强度、拉速及断面尺寸对铸坯中心等轴晶率的影响。结果表明,试验条件下,中间包钢水过热度控制在14~18 ℃范围内时,因过热度不同引起的中心等轴晶率的变化较小,变化范围仅为0%~3%;电磁搅拌电流和铸坯断面尺寸对中心等轴晶率的影响较为明显,随搅拌电流的增大,中心等轴晶率呈增加的趋势,而当铸坯断面尺寸增加时其呈减小的趋势;二冷水强度和拉速对中心等轴晶率的影响相对较小,随着二冷水强度的增大,中心等轴晶率呈减小的趋势,而当拉速提高时其呈增加的趋势。

为了解决超大型干熄焦装置均匀性的问题,采用离散元法对首钢260 t/h超大型干熄焦装焦过程进行了模拟,得到了以下结论。随着料钟角度增大,焦炭趋于布置于干熄焦中心区域。当料钟角度为50°时,焦炭在周向和径向上的质量偏析和粒度偏析最小,布料更均匀。料线深度增加,焦炭趋于区域分布在炉壁附近。当料线深度超过11 m后,焦炭堆的双峰形状基本消失,不利于控制炉内焦炭的均匀下降。因此,最佳料线应小于11 m。

采用Fluent软件对断面为160 mm×160 mm小方坯结晶器建立了三维稳态数学模型,以结晶器表面流速以及结晶器内钢液的流场状态为主要参考目标,模拟研究了160 mm×160 mm小方坯结晶器在不同拉速条件下相适应的水口浸入深度,并对数值模拟结果相应地进行了水模拟验证。结果表明,当小方坯结晶器的拉速为1.7 ～1.9 m/min、浸入深度为80～100 mm时,结晶器内流场较为适宜,不会因液面波动剧烈而造成卷渣等问题。研究结果为小方坯连铸结晶器制定合理的浇注工艺提供了理论指导。

轴承钢棒材中心致密性和碳化物缺陷与大方坯铸态内部质量控制水平密切相关。以GCr15 轴承钢为研究对象,建立了大方坯连铸过程二维纵向凝固传热模型,结合现场测温试验验证了凝固模型的准确性。基于凝固末端轻压下补偿当地凝固收缩、控制中心缩孔的理论,通过对大方坯凝固进程的准确预测,揭示出其糊状区内合理的轻压下范围。其中,浇铸试验条件下对应铸坯中心固相率为0.30~0.75的合理压下区间为16.4~22.5 m。生产试验表明,轻压下对铸坯凝固组织转变与形貌影响不大,但可明显消除中心缩孔,中心疏松也可由1.5级以上稳定降至0.5~1.5级,满足轧制要求; 合理的轻压下位置和适度的轻压下量可明显改善轴承钢大方坯中心缩孔和中心疏松程度,提高轧材探伤合格率。同时也发现,压下位置与压下量分配不合理或不稳定可能诱发铸坯内裂纹,从而不利于轧材质量的稳定性和一致性。当前生产条件下,稳定拉速并在3~6号压下辊合理分配压下量可达到有效改善内部质量的目的。

高炉炼铁技术进步支撑河钢集团全工序流程的发展。本着“以高炉为中心,保证高炉长期稳定顺行”的基本思路,河钢集团致力于提高高炉利用系数、煤比,降低高炉燃料比。通过优化布料制度提高煤气利用;通过合理调整炉料结构应对环保限产;通过积极探索送风参数适应原燃料条件变化;同时,还探索高炉长寿控制技术,研发环保新工艺技术,提高智能控制水平,在钒钛矿冶炼、高比例球团冶炼、熔剂性球团、碱性球团生产等方面也取得了重要突破。在一系列措施下,河钢集团各类型高炉经济技术指标不断提升,成效显著。

以高速机床主轴承、航空发动机轴承为代表的高端轴承,常在极端严苛工况下服役,对寿命和可靠性的要求极高,需要其轴承环件承载区具有十分优良的力学性能保障。近净冷轧环成形方法作为轴承环的先进技术,不仅具有显著的节能、节材、高效等技术经济效果,而且通过冷塑性变形强化能够大幅改善轴承环件性能,已成为轴承环国际主流的成形技术。从冷轧成形工艺过程组织演变、冷轧成形对热处理的影响规律以及冷轧形变-热处理相变协同调控3个方面的研究进展进行简要阐述,并就轴承环近净冷轧环工艺的研究技术难点进行了总结与展望。

研究了GCr15Si1Mo轴承钢中渗碳体细化后,对材料微观组织、常规力学性能、耐磨性及滚动接触疲劳性能的影响。通过工艺的调控,使材料组织中的渗碳体尺寸从0.49细化到了0.20 μm,贝氏体铁素体板条尺寸从66细化至41 nm,并且渗碳体的分布密度也随之提高。随后通过SEM、TEM、XRD、硬度、冲击、摩擦磨损及滚动接触疲劳等试验,得到了材料的宏观性能与微观组织。研究结果表明,细化渗碳体后,材料的耐磨性能和滚动接触疲劳性能比常规工艺的优异,但是韧性相对于常规工艺有显著降低。研究证明了较细小渗碳体可以对轴承钢的组织结构、常规力学性能、耐磨性能及疲劳性能产生一定的影响,为后期轴承钢中渗碳体的调控研究提供支持。

为系统研究含钛钢连续冷却相转变和强化机理,利用热模拟试验机、高分辨透射电镜及金相显微镜等设备进行试验。结果表明,低冷速下(0.5~1 ℃/s),组织主要为铁素体和珠光体;冷速逐步增加(1~5 ℃/s),贝氏体组织出现,且贝氏体比例逐渐增加;高冷速后(5~10 ℃/s),组织以贝氏体为主。含钛试验钢强化机制为析出强化和细晶强化。晶粒内部弥散析出10~20 nm的TiN。优化冷速为(1.5±0.5) ℃/s开展20 mm HRB400E钢筋工业试制,屈服强度不小于430 MPa,断后伸长率不小于20%,最大力总伸长率不小于15%,强屈比不小于1.4。

化学热处理工艺对轴承钢的服役性能具有重要影响。研究了预氮化工艺对新型Cr-Co-Mo-Ni轴承钢渗碳层组织和性能的影响规律。结果表明,经预氮化处理的渗碳层组织可划分为析出物和针状马氏体区,析出物、针状马氏体和板条马氏体混合区,以及析出物和板条马氏体区,且在原渗氮形成的白亮层位置有数量较多的微小孔洞出现。预氮化全工艺试样表层含铬碳化物析出较少,随渗层深度的增加,次表层析出较多的含铬碳化物且尺寸较大。相较于仅渗碳试样,在表层相同位置,经预氮化处理的试样在回火后,析出物的尺寸更细小。预氮化能够提高渗碳效率,增加渗层硬度,在全工艺试样渗层深度为0.12~0.82 mm,预氮化试样的硬度高于仅渗碳试样,且经渗后热处理的硬度增加程度也显著高于仅渗碳试样。

概述了轴承钢球化退火在轴承生产中的作用,分析了珠光体由片层状转变为颗粒状的变化规律,讨论了片层渗碳体的打断、短棒状向颗粒状转变以及颗粒状熟化长大的热力学机制。结果认为珠光体球化工艺的不足,一是存在碳化物分布不均匀、尺寸大小存在差异等问题;二是退火工艺固定化、格式化等问题,未能适应轴承钢的发展;三是球化退火后的组织检验粗糙化、不够细致。球化工艺的发展趋势,一是要在轧钢或锻压生产阶段通过引入塑性变形或增大冷却过冷度等方法来保证片层组织更加均匀、细化,无网状渗碳体;二是要开发新的球化工艺,例如在有可能的条件内引入电场、磁场以及高温高压应力场等方法来改善球化工艺;三是要将球化组织的定量化检验标准化。

为了阐明稀土变质高洁净轴承钢中夹杂物的行为,进而优化轴承钢的稀土处理过程,通过向高洁净轴承钢中加入高纯稀土的方法,借助SEM和EDS等观察和分析手段,重点对不同稀土含量轴承钢中夹杂物类型和析出行为进行了表征和分析。结果表明,稀土能够变质高洁净轴承钢中的Al₂O₃和MnS而形成稀土夹杂物,RE-S-As-P夹杂物可以作为RE-O-S-As-P-C夹杂物的形核核心促进其析出。随稀土含量的增加,稀土元素与夹杂物的形成元素的结合序列依次为O、S、As、P和C,稀土夹杂物类型演化序列主要为RE₂O₃、RE₂O₂S、RES、RE-O-S-As、RE-S-As、RE-S-As-P、RE-O-S-As-P-C、RE-O-As-P-C、RE-O-P-C和RE-O-C。

以韶钢BOF-ARS (氩站)-LF-RH-CC工艺路线生产GCr15轴承钢为研究背景,采用水浸超声探伤缺陷定位解剖、夹杂物金相显微镜与扫描电镜检验、全冶炼-连铸过程跟踪取样相结合的方法,研究了大尺寸夹杂物的特征和来源,并提出改进工艺。研究结果表明,大尺寸夹杂物主要有两类,一类是含6%~7%SiO₂(质量分数)的低熔点CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂类大颗粒微观夹杂,尺寸分布在50~500 μm范围,另一类是不含SiO₂的CaO-MgO-Al₂O₃类宏观夹杂,尺寸不小于500 μm。前者的主要来源为出钢的过程采用高黏度的低碱度渣与高熔点的石灰混加所引起的化渣不均匀而导致的卷渣;后者主要因为LF精炼工序添加的大量的铝钙精炼渣难以及时熔化而被卷入到钢液内部所导致。因此,精炼渣的设计和造渣工艺优化是改进上述大尺寸夹杂物的关键。改进后造渣工艺为,出钢过程中用钙铝精炼渣取代低碱度渣,并减少LF精炼工序外加的渣料,控制炉渣二元碱度(w(CaO)/w(SiO₂))在5~9范围,Al₂O₃质量分数为23%~28%。改进后炉渣流动性好,水口结瘤现象得到改善,轧材中主要为细小的MgO-Al₂O₃尖晶石及复合硫化物类夹杂,成品探伤合格率得到有效提升。

目前普遍用来评价轴承钢洁净度和均质化程度的方法难以满足对超长疲劳寿命轴承钢的质量评估。提出了一种更科学直观地评判轴承钢的质量水平的方法。利用扫描电子显微镜进行多维度和全定量的微观夹杂物的检测,较为详细准确地分析微观夹杂物的类型和尺寸。通过原位分析技术进行均质化的定量分析,能准确分析各元素的偏析和材料的致密度,这些先进方法的应用为超长疲劳寿命轴承钢的质量评价提供了技术基础。兴澄公司生产的轴承钢,旋转弯曲疲劳性能大于1 000 MPa,滚动接触疲劳性能全面大于2×10⁷次。

针对GCr15SiMn钢锭易出现宏观偏析凝固缺陷的问题,研究了过热度对GCr15SiMn钢锭宏观偏析的影响规律,使用真空感应炉冶炼1 kg的GCr15SiMn钢锭,通过酸侵试验与OPA技术分别测定了钢锭的凝固组织与宏观偏析,并结合ProCAST软件分析了钢液流动的规律。结果表明,高过热度(70 ℃)时,中心下部出现一定程度的负偏析,中心上部形成了较严重的正偏析同时伴随疏松;中过热度(50 ℃)时,疏松范围较小,碳元素分布较均匀;低过热度(20 ℃)与极低过热度(-20 ℃)时,疏松范围扩大,凝固初期是严重负偏析,凝固末期是严重正偏析。过热度影响偏析的机理为,高过热度时,凝固过程热对流较强,溶质上浮,钢锭上部的正偏析严重;当过热度过低时,初期凝固大量形核并保留在钢锭底部,在底部形成严重的负偏析。

采用旋转弯曲疲劳、SEM+EDS、面扫描等方法,研究了试验用100Cr6轴承钢的高周及超高周疲劳性能,以及传统疲劳极限附近的失效概率分布,并统计了夹杂物的成分、尺寸等信息。结果表明试验钢100Cr6的传统疲劳极限为967 MPa,在其之下的960 MPa应力幅值条件下,部分试样通过10⁷循环周次后仍出现疲劳断裂失效,非无限寿命。在传统疲劳极限附近,相比于正态分布,疲劳寿命数据更符合二参数威布尔分布。相比于金相检验和面扫描,疲劳+EDS方法更能发现尺寸较大且为刚性的D类和Ds类夹杂物。

分析3.0～6.0 mm厚规格的SFB700热轧板边部浪形缺陷的形成原因，主要在于轧制精轧出口板型控制边浪趋势，与带钢在轧后冷却时边部冷却不均有关。通过优化精轧板形控制策略、调节层冷区域两侧水量差及侧喷水角度减少边部浪形缺陷的产生，并采用新的平整工艺有效消除边部浪形，显著降低了SFB700边浪缺陷的发生率。

降低高碳铬轴承钢中的网状、带状碳化物等不利因素,有利于提高轴承钢的综合性能。G8Cr15是新纳入到国家标准中的轴承钢,通过系列试验,对比传统GCr15轴承钢和新的G8Cr15轴承钢的各项性能。结果表明,与GCr15轴承钢相比,G8Cr15轴承钢生成网状碳化物和带状碳化物的能力极低,同时具有更高的淬透性、良好的冲击性能和耐磨性。经工业生产验证,G8Cr15可替代GCr15用于生产轴承零件,且不易产生网状碳化物。

为解决某厂六辊CVC平整机换辊后出现的横向辊印缺陷问题，采用三维光学轮廓仪对横向辊印缺陷样板进行了检测与分析，获得缺陷区域与正常区域的表征参数差异。研究了平整机辊缝闭合过程辊间接触压力分布，确定横向辊印缺陷的产生机理。在此基础上，提出了平整机中间辊CVC辊形优化与辊缝闭合过程参数优化解决方案，并应用于工业生产，消除了横向辊印缺陷。

在1 000 ℃和1 100 ℃对M50钢进行了累积应变分别为1.2和5.4的多向锻造(MDF)试验,分析了温度和累积应变量对M50钢碳化物破碎的影响。结果表明,原始M50钢中粗大的棒状一次M₂C型碳化物经多向锻造后破碎明显,颗粒状M₂₃C₆型碳化物在1 100 ℃下明显溶解,低温多向锻造使碳化物呈现更细小的尺寸和更分散的形态。锻件不同位置由于变形程度的不同,碳化物的破碎程度也不同,变形量大的位置碳化物破碎更明显。低温和高应变量强化了应力集中水平,使一次碳化物的破碎程度增加。应力集中是碳化物破碎和分散的主导驱动力。

动力锂离子电池作为新能源汽车的“心脏”,其核心部件——正负极片的轧制厚度一致性、压实密度及剥离强度等指标直接决定着锂电池关键性能及安全性。针对锂电池极片轧制工艺技术及装备,介绍了近年来国内外学者在极片新型轧制工艺、轧制后极片微结构及性能、轧制过程工艺模型及极片轧制设备等方面的研究现状及研究成果,并结合未来锂电池行业需求及极片制备行业发展现状,对极片轧制工艺研究及装备工艺智能化升级方向进行了展望。

在生产渣样的基础上以焦炭为还原剂制备不同Ti(C,N)质量分数的高钛型高炉渣,在不同温度下进行了Ti(C,N)对硫在渣铁间分配系数L_S影响的试验。在本试验条件下,温度对高钛型高炉渣脱硫能力的影响远比Ti(C,N)显著。Ti(C,N)与炉渣的润湿性极好,能将炉渣离子吸附在其周围,降低其自由迁移的能力,在一定程度上降低炉渣的脱硫能力。但是Ti(C,N)以聚集状态不均匀分布于渣中,其能影响的范围有限,渣中绝大部分区域的自由氧离子并未受到显著影响。因此,Ti(C,N)对炉渣脱硫反应的热力学和动力学条件影响很小,在温度相同的条件下,Ti(C,N)质量分数升高虽然使炉渣的表观黏度显著升高,但是硫在渣铁间的分配系数L_S降低不明显。在Ti(C,N)质量分数相同的条件下,随着温度升高,脱硫反应的热力学和动力学条件均明显改善,硫在渣铁间的分配系数L_S显著升高。