摘要：TWIP(twinning induced plasticity)具有高强塑性、高抗冲击韧性和高低温性能等优点。目前市场应用较多的是以Fe-18Mn-0.6C为基的TWIP钢。高性能TWIP钢的工业化生产和推广可实现中国钢铁产业品种规格齐全化和推广高附加值钢铁材料。通过一定的合金化设计进一步提升其低温/超低温强韧性,可成为能源储存及运输用钢的有效替代钢材。在Fe-18Mn-0.6C TWIP钢中加入了不同含量的Cu合金元素,通过拉伸试验和室温到低温/超低温冲击试验,结合OM、XRD、SEM和EBSD等表征,研究了Cu合金对热轧TWIP钢微观组织和力学性能的影响,特别针对Cu合金化对低温/超低温冲击韧性的提升作用。结果表明,试验采用的热轧TWIP钢为单一奥氏体组织,Cu合金对TWIP钢有明显的晶粒细化效果,同时又增加了晶界取向差的均匀性。未添加Cu的TWIP钢因其平均晶粒尺寸更大,表现出更高的应变强化效果,强塑性更高。Cu合金对TWIP钢冲击韧性的提升较为明显。随着Cu合金元素含量的增加,TWIP钢的冲击功逐渐增大;室温下含2.9%Cu(质量分数)的TWIP钢冲击功达到375 J。随冲击温度的降低,不含Cu的TWIP钢冲击韧性下降明显;而含Cu的TWIP钢在-180℃的超低温下冲击功仍然保持在200 J以上。这与Cu的合金化增加SFE、减少低温下SFE的下降、抑制ε-马氏体相变和提高低温下固溶强化效果有关。TWIP钢即使在低温下仍然可以保持韧性断裂特征,仅有不含Cu的TWIP钢在-180℃的超低温冲击后局部出现了少量脆性断裂形貌。

摘要：随着全球能源危机的加剧以及环境问题的日益严重,汽车行业正向着轻量化设计发展,以满足节能、降耗、环保与安全的要求。实施汽车轻量化的途径主要有:(1)应用新材料、新工艺,即采用轻量化材料或轻量化成型技术,以达到减重的目的;(2)结构优化设计,即使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和工艺方面的改进等。作为汽车的主要材料,高强钢的应用不但能够达到减薄车身用板厚度与减轻质量的目的,还可提高安全性能。目前,高强钢的发展经历了三个阶段。从显微组织上来看,经历了以BCC晶格的铁素体为基体的第一代到FCC的奥氏体的第二代,再到铁素体与残余奥氏体的第三代。尽管第一代高强钢的强度比较高,但其塑性受到限制。为了解决此问题,可在第二代高强钢中添加大量的Cr、Ni、Mn、Si和Al等合金元素,但这样会增加生产成本,并且在后续加工过程中产生一些问题,从而限制了其规模化生产进程。鉴于此,第三代高强钢通过降低合金元素的含量,以C、Mn、Al、Si元素为主,在降低成本的同时,兼具高强度与高塑性,能够达到较高的强塑积。第三代高强钢以中锰钢为代表,是利用热轧或冷轧板在退火过程中发生奥氏体逆转变形成亚微米级的奥氏体和铁素体双相组织,随后奥氏体在变形过程中发生相变诱导塑性(TRIP)或孪生诱导塑性(TWIP)效应来提高钢的塑性和强度。近些年来,研究主要集中在通过对加热速度、奥氏体化温度、退火温度、退火时间与冷却速度等工艺参数优化来获得适量而稳定的残余奥氏体,取得了丰硕的成果。然而,对中锰钢力学性能方面的研究仅局限在拉伸性能,缺乏对于其后续成形性能及断裂机理方面的研究。本文归纳了新型汽车用高强度钢的发展历史及研究现状,明确了中锰钢在生产成本与力学性能方面的优势,介绍了中锰钢化学成分设计的依据及各合金元素所起的作用,分析了奥氏体化温度、退火温度、退火时间、加热速率与冷却速度等临界区退火工艺参数对残余奥氏体调控的影响。并揭示了中锰钢形变过程中残余奥氏体发生TRIP与TWIP效应来提高其强韧性的变形机制,阐述了孔洞形核、长大及其断裂机制,分析了拉伸过程中吕德斯带产生的原因,介绍了中锰钢在热成形方面的应用前景,展望了中锰钢未来的发展趋势,以期为中锰钢的工业化生产及实际应用提供参考。

摘要：随着大气环境问题的日益加剧且全球范围面临着能源危机,在未来的几十年里,节能减排仍然是全球性的研究主题。汽车行业被要求在不降低安全性的前提下减轻车身质量,以达到节能减排的目的。汽车的轻量化推动先进高强钢从第一代发展到如今的第三代。先进高强钢主要通过合金成分设计、热轧、冷轧、热处理等工艺的配合对其微观结构进行调控来实现轻量化和安全性,且其内部变形机制研究更有助于把握性能调控过程。第一代、第二代汽车用钢的弊端主要有以下两方面:一方面,主要以铁素体等软相作为基体,导致钢的综合力学性能差,难以实现真正的轻量化;另一方面,第二代汽车钢性能的提升是以大量合金元素的添加为代价,生产成本较高,而且在商业化大生产当中铸造、热处理等工艺难以精细控制,存在诸多弊端。因此,第三代汽车钢得到良性的发展,其综合力学性能填补了第一代与第二代汽车钢之间的空白。Q&P钢作为典型代表,利用淬火-配分工艺,对多相、亚稳态和多尺度的微结构进行精细控制,可以获得马氏体、铁素体和奥氏体的混合组织。与第二代相比,第三代汽车钢的合金元素含量更低,满足了降低成本的要求。面心立方(FCC)与体心立方(BCC)的混合结构使得第三代汽车钢具有高强塑积(抗拉强度×延伸率)的特点,它的性能已接近时代汽车用钢的目标水平。本文概述了新型汽车用Q&P钢的发展历程,介绍了合金元素的作用、成型时的回弹,按照热处理工艺参数顺序(加热温度、淬火温度、配分温度、配分时间)阐述了工艺优化的内在原理。总结了塑性变形的强韧机制——“四种效应、两种机制”,思考了Q&P钢动态力学性能对工程实际应用的重要性,根据重大研究成果提出新的Q&P钢强化建议——晶界相变强化。最后描述了当前Q&P钢基础理论研究和工业化发展所面临的问题,并对该领域进行了展望。

摘要：为解决镁系脱硫剂脱硫扒渣过程中脱硫渣熔点高、铁损大及后续回硫等问题,设计了以SiO_(2)为主要成分的聚渣剂,并对脱硫渣进行性能调控.采用LZ⁃Ⅲ型熔点熔速测定仪,测定了开始熔化温度、半球点温度、流动性温度及熔化速率,探讨了聚渣剂的添加量对脱硫渣熔化性能的影响.结果表明:随着聚渣剂添加量的增大,脱硫渣的开始熔化温度呈下降趋势,开始熔化温度-流动性温度区间扩大;酸性脱硫渣与聚渣剂的适宜配比为5∶2~5∶3,碱性脱硫渣与聚渣剂的适宜配比为5∶3~5∶4。利用FactSage软件绘制了脱硫渣与聚渣剂配比5∶3时的CaO⁃SiO_(2)⁃Al_(2)O_(3)⁃MgO[w(MgO)=6%]渣系的液相线图,分析了脱硫渣成分对液相区的影响,发现CaO⁃SiO_(2)⁃Al_(2)O_(3)⁃MgO[w(MgO)=6%]相图计算结果与实验结果一致.

摘要：发电负荷不足是烧结余热电站运行中普遍存在的问题,而环冷机漏风和烧结终点提前是余热发电负荷的重要制约因素。通过对烧结余热源能流特性的分析,建立了烧结余热电站吨矿极限和设计发电量理论计算模型,分析了环冷机热废气参数的影响因素及优化方法,研发了环冷机集气罩活动密封装置和立式冷却机装置,其研究结果为烧结余热电站负荷偏低问题提供了诊断思路和解决方案。

摘要：采用自主设计搭建的实验平台,利用高速气流喷吹的方法,进行高炉热熔渣成纤试验,探讨熔渣成纤机理,分析影响纤维直径及性能的因素。结果表明：采用喷吹法制备矿渣纤维,熔渣经过液膜形成、凸起形成和凸起拉丝三个过程形成纤维;随气量压力的增大,纤维直径越细;调质熔渣酸度系数为1.1～1.4,温度在1 350～1 500℃制得纤维性能较好,此研究为工业扩大化生产提供理论依据。