钢铁研究学报杂志

钢铁研究学报杂志2020年第2期

• 基于铁矿粉基础工艺性能的烧结优化配矿方法研究进展

  王峰，向家发，郭宇峰，郑富强

  摘要：铁矿粉供应的复杂多变加剧了烧结配矿的难度，易导致烧结生产及烧结矿性能的不稳定。传统的烧结杯试验配矿方法费时费力，研究开发新的优化配矿方法替代传统烧结杯试验配矿方法是钢铁企业提高配矿效率、实现降本增效的重要途径。详细介绍了铁矿粉常温性能、铁矿粉高温性能、热力学计算等指导烧结配矿的方法，分析了主要烧结配矿方法的技术特点，对烧结配矿研究方向进行了展望。指出铁矿粉的高温性能是基于铁矿粉基础工艺性能的烧结优化配矿方法的核心。查明铁矿粉关键基础工艺性能与烧结产质量的关系，是解决烧结优化配矿可靠性的关键。

• 南非铬铁矿高温碳热还原机制

  邢相栋，王莎，张秋利，陈云飞，王春光，陈贵和

  摘要：以南非铬铁矿为原料，采用内配碳方式，系统研究了配碳比及还原温度对还原过程的影响，并借助光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜?能谱仪（SEM?EDS）、X-射线衍射仪（XRD）等分析检测设备，结合FactSage热力学计算结果，分析了铬铁矿还原过程微观形貌变化及物相转变行为。结果表明：在还原温度1300℃、配碳比1.2的条件下，铬铁矿金属化率可达75.8%，还原产物主要物相为残余碳、金属铁、铬铁碳化物及硅铝酸盐脉石相等；随着还原反应进行，硅酸盐、铝酸盐等高温难还原组分逐渐在未还原铬铁矿颗粒表面聚集，抑制还原进行。

• 碱度及MgO含量对FeOx-SiO2-CaO-MgO-Al2O3体系矿物组成的影响

  胡长庆，王晓磊，师学峰，王志星，韩伟刚

  摘要：烧结矿烧结过程中碱度及MgO含量的变化对物相成分有很大影响，球团焙烧过程中，随着碱度和MgO含量的变化，形成的矿物种类也会不同。通过利用原位XRD分析手段，探究在不同升温段碱度及MgO含量对FeOx-SiO2-CaO-MgO-Al2O3系的矿物组成的影响，揭示烧结矿及球团矿的成矿基础，为以后企业生产、实践，提供理论依据。

• 碳热FeO反应过程的控速环节分析

  郭培民，董亚锋，孔令兵，王磊

  摘要：为了探讨煤基还原FeO在试验过程可能出现的控速环节，分多种条件进行了理论计算及分析。在不考虑传热条件下（加热方向物料很薄时），同一种还原剂在不同的温度段表现出不同的控速环节。气煤作为还原剂时，1273K以下碳的气化反应为控速环节，1273～1523K为混合控速；温度超过1523K，则CO还原FeO转为反应的控速环节。不同煤种在同一温度下，可能表现出不同的控速环节。如1373K，气煤作为还原剂时，碳气化与FeO间接还原混合控速，而兰炭作为还原剂时，碳气化为控速环节。煤粉粒度与FeO粒度之比不同会使控速环节发生变化。如果物料厚度小于1mm，则可忽略传热影响；如果物料厚度不小于4mm，则传热将成为限制性环节；如果试验时的物料厚度介于两者之间，就有可能出现传热与反应混合控速情况。

• 钙处理对成品无取向硅钢夹杂物特性的影响

  朱诚意，黄罗翼，罗小燕，刘玉龙，汪勇,李光强

  摘要：通过取样检测结合热力学计算，分析了钙处理对成品无取向硅钢中夹杂物特征及硫化物夹杂的析出机制的影响。结果表明，钢中尺寸大于3μm的有害夹杂物主要是AlN、MgO-SiO2、CaO-Al2O3-?SiO2类复合夹杂物及其与MgS、MnS、CaS的复合析出物。钙处理钢中没有检测到单独的Al2O3、SiO2及铝酸钙类夹杂物。钙处理钢中形成的液态3CaO·Al2O3、MgO·SiO2和Al2O3夹杂物被精炼渣吸收，改性去除了钢中大尺寸Al2O3夹杂物。钙处理钢中尺寸大于3μm的氧化物夹杂主要是含CaO和（或）CaS的Al2O3-SiO2类夹杂。硫化物在MgO-SiO2类氧化物表面的析出有利于其形貌趋于规则。钢中不同形貌的AlN夹杂物呈多尺度分布，钙处理对大尺寸AlN的析出特性影响不大。氧硫化物及其与AlN复合析出并定向长大的过程，与其晶体结构有关。氧化物夹杂的硫容量决定了其与硫复合的难易程度。钙处理钢中CaS在氧化物表面呈局部包裹析出和局部吸附析出。

• 连铸坯氧化行为及其对铸坯冷却降温的影响

  张思远，龙木军，艾松元，谭锴，陈登福，黄云伟

  摘要：研究掌握铸坯凝固冷却过程中氧化层的生成及其对连铸坯冷却降温的影响，对连铸工艺制度的优化、铸坯表面温度的准确监测、热装热送与轧制工艺参数的确定具有重要意义。实验测试了不同温度下45号钢连铸坯的氧化过程，在此基础上建立了铸坯表面的氧化动力学模型，并且实验研究了氧化层厚度对连铸坯冷却降温过程的影响。结果表明，在连铸坯氧化活化期内，铸坯温度越高，氧化越快，但不同温度下最终形成的表面氧化层厚度相近；铸坯氧化动力系数为exp(9.77)，氧化层表观活化能为9323.07kJ/mol。铸坯温度与氧化层厚度及冷却时间的定量关系表明：铸坯氧化层越厚，铸坯降温越慢；氧化层厚度每增加0.1mm，平均降温速率降低1.051℃/min。

• 新型高碳马氏体不锈钢的组织与性能

  杨玉丹，赵洪山，刘腾轼，董瀚

  摘要：高碳马氏体不锈钢因其高硬度、优异的耐磨性以及适中的耐蚀性，被广泛应用于刀剪行业。主要通过金相，扫描电镜，硬度、冲击韧性、耐磨性能、耐蚀性能以及抗菌性能检测等方法，对新型刀具用高碳马氏体不锈钢6Cr16MoVRE进行微观组织表征与性能研究，并与5Cr15MoV和9Cr18MoV钢对比。研究发现，6Cr16MoVRE的碳化物尺寸细小且分布均匀。相比于另2种材料，6Cr16MoVRE具有高硬度与最佳冲击韧性，良好的耐磨性，优异的耐蚀性。此外，Ag的添加使6Cr16MoVRE具有极好的抗菌性。新型6Cr16MoVRE性能优异，为国内生产高档刀具提供了材料保障，有利于中国刀剪行业转型升级。

• 相变时间对CSP热轧TRIP钢组织和性能的影响

  杨庚蔚，胡卓立，阴启龙，毛新平，苗莉莎，刘洋

  摘要：利用OM、SEM、XRD、EBSD和室温拉伸试验机等研究了CSP热轧TRIP钢中间缓冷时间及贝氏体等温时间对组织和力学性能的影响。结果表明，随着中间缓冷时间的延长，试验钢中的铁素体和残余奥氏体体积分数增加，贝氏体体积分数减少；抗拉强度基本不变，屈服强度逐渐降低，断后伸长率和强塑积变化不明显。中间缓冷时间为6s时，可满足CSP产线的要求。对贝氏体相变时间的研究表明，当等温时间为15min时，试验钢中的残余奥氏体主要分布于铁素体/铁素体界面、铁素体/贝氏体界面以及贝氏体中，体积分数约为7.1%，表现出良好的TRIP效应。其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和强塑积分别达到744.0MPa、522.5MPa、29.3%和21.8GPa·%，力学性能最优。当等温时间延长至50min时，试验钢中的贝氏体含量增加，残余奥氏体体积分数减少至2.7%，强塑积明显下降。

• 2Cr11Mo1VNbN钢再结晶动力学方程及本构方程的建立

  陈宇翔，李涛，龚志华，赵吉庆，杨钢

  摘要：采用Gleeble-3800热模拟试验机，在温度为1000～1200℃、应变速率为0.01～1s-1和变形量为70%的条件下研究了2Cr11Mo1VNbN钢的热变形行为，建立了动态再结晶型本构模型以及动态再结晶体积分数模型。结果表明：2Cr11Mo1VNbN钢在高温小应变速率的变形条件下易发生动态再结晶，计算得出2Cr11Mo1VNbN钢发生动态再结晶时的临界应变以及变形激活能并得到了动态再结晶体积分数模型，最终构建出的动态再结晶型本构方程能良好地描述2Cr11Mo1VNbN钢的高温流变行为。

• 904L不锈钢动态再结晶行为

  李玉峰，唐兴昌，潘吉祥，王长波

  摘要：采用单道次热压缩试验，研究了904L钢在不同变形温度、不同应变速率下的真应力?应变曲线以及组织形貌，阐明了热加工过程中热变形参数对其在变形过程中发生的动态再结晶行为及微观组织演变规律的影响，揭示了其相应的软化机制。结果表明：变形温度越高，流变应力越小，动态再结晶体积分数越高，晶粒尺寸越大；同温度下，变形速率越小，应力峰值越小，晶粒尺寸越大且晶界越平直化；904L钢的动态再结晶行为随着变形温度的升高，应变速率的减小，应变量的增大而进行得越充分且较高的变形温度有利于动态再结晶的进行。

• 贝氏体形态对细晶铁素体/贝氏体双相钢室温力学性能的影响

  石俊亮，栗身保，郑为为

  摘要：基于过冷奥氏体动态相变的思想，通过两道次压缩变形结合控制冷却的热模拟轧制工艺，获得不同贝氏体含量及形态的细晶铁素体贝氏体双相钢。通过显微组织观察及力学性能测试，考察了第二相贝氏体特征对双相钢室温拉伸变形行为的影响。研究结果表明，形变后快速冷却可获得无碳板条状贝氏体，较慢的冷速或在贝氏体转变区保温处理可获得粒状贝氏体。贝氏体体积分数大于20%左右的细晶铁素体/贝氏体双相钢具有低的屈服强度，高的抗拉强度，高的伸长率，低屈强比以及连续屈服特性。屈服强度既与铁素体晶粒尺寸相关，也与贝氏体形态和数量相关。板条贝氏体引起的屈服强度提高大于粒状贝氏体，粒状贝氏体具有比板条贝氏体更好的塑性。