为了发挥LF炉精炼优质钢及流程节奏调节能力的作用,开展了LF炉过程优化主要内容之一的钢液成分微调优化的研究.该研究有利于:实现快速准确的合金计算,缩短处理周期,提高流程节奏调节能力;实现自动称量、自动加入,减轻劳动强度;可对钢液成分实现下限控制,尤其对贵重合金,降低合金消耗;可对钢液实现窄成分控制,提高钢质量,实现一材多用,等.为建立LF炉钢液成分微调模型,给出了合金计算公式的推导过程及公式的解析,并给出LF炉钢液合金成分微调模型框图,为LF炉过程优化奠定基础

首先结合H13钢的成分特点肯定了H13钢优异的材料性能，随后总结了一次碳化物与H13钢使用寿命之间的关系。进一步系统地论述和研究了H13钢中一次碳化物的特征，包括二维和三维形貌、热稳定性、析出机理等。最后对比了4种H13钢中一次碳化物的控制手段，包括成分优化、冷速控制、Mg处理和稀土处理。相关论述和研究工作能够对钢中一次碳化物的合理优化起到一定的启发作用

基于炼钢生产过程中残余元素砷较难脱除的特点，并结合以往实验室热态脱砷研究结果。通过钢包精炼炉（Ladle furnace refining furnace, LF炉）钢液脱砷工业试验，研究了LF精炼炼钢过程中有关砷的脱除方法。采用Al–Mg–Ca合金作为脱砷剂，研究发现，LF炉可以实现钢液精炼脱砷，但钢液精炼过程中硫和钙的含量是实现工业条件下脱砷的限制环节。因此，必须控制钢液中硫和钙的含量以保证钢液脱砷效果。LF炉精炼脱砷之前必须将钢液中的硫含量降至低于0.01%，加入Al–Mg–Ca合金后钢液中钙含量需高于0.0055%

研究了一种方便可靠的夹杂物评估方法：利用合适电化学充氢后的拉伸试样获取夹杂物并与极值统计法相结合估算不同体积钢中非金属夹杂物的最大尺寸并预测疲劳强度。研究选用工业生产的高洁净度20Cr2Ni4A齿轮钢，将淬火+低温回火态的标准拉伸试样进行电化学充氢，使拉伸断口由于氢脆现象存在一些以粗大非金属夹杂物为中心的脆性平台，从而可方便快捷地在扫描电子显微镜下对夹杂物的类型、尺寸和分布进行检测，并利用极值统计法对钢中的最大夹杂物尺寸进行评估。为了验证该方法的准确性，采用传统金相法和旋转弯曲疲劳试验对钢中非金属夹杂物进行了检测，结果表明，使用本文所提出的夹杂物评估方法预测的钢中最大夹杂物尺寸及疲劳强度与疲劳试验结果相吻合。因此，该方法有望成为预测高洁净度高强度钢中最大夹杂物尺寸及其疲劳强度的一种有效方法

研究不同含量的上贝氏体对ER8车轮钢裂纹扩展行为的影响。利用激光共聚焦显微镜（LSCM）和扫描电镜（SEM）对ER8车轮钢的显微组织和裂纹扩展路径进行了研究。实验结果表明：ER8车轮钢中的组织除了有铁素体和珠光体，还存在上贝氏体；裂纹穿过上贝氏体和珠光体扩展，最终停止在珠光体区域；与珠光体组织相比，裂纹在上贝氏体中的扩展路径更曲折。利用扫描电镜（SEM）对ER8车轮钢的裂纹扩展变形进行原位观察。实验结果表明：含有80%上贝氏体的ER8车轮钢拉伸时，组织变形过程主要以铁素体和上贝氏体为主，裂纹在上贝氏体和珠光体中连续扩展，伴随着珠光体的变形；而含有50%上贝氏体的ER8车轮钢拉伸时，组织变形过程主要以铁素体和珠光体为主，并且上贝氏体对铁素体和珠光体的变形起到阻碍作用。上贝氏体能够有效地阻止裂纹扩展，在偏转裂纹路径和延缓裂纹扩展方面起着重要作用；并且对铁素体和珠光体的变形起到阻碍作用

以特殊钢圆坯连铸为研究对象, 建立了研究凝固末端电磁搅拌作用效果的三维耦合数值模型.利用分段计算模型获得末端电磁搅拌区域钢液流动与凝固的实际状态, 并采用达西源项法处理凝固末端钢液在糊状区的流动, 研究了不同电磁搅拌工艺参数下的电磁场分布及钢液的流动与传热特征.通过测量搅拌器中心线磁感应强度和铸坯表面温度验证了模型的准确性.研究结果表明: 电流强度每增加100 A, 搅拌器中心磁感应强度增加19.05 mT, 电磁力随着电流强度的增加显著增大.在20~40 Hz范围, 随着电流频率的提高, 中心磁感应强度略微下降, 但电磁力仍有所增加.在搅拌器区域, 液相穴内的钢液在切向电磁力的作用下旋转流动, 其切向速度随着电流强度和频率的增加而变大.末端电磁搅拌可促进钢液在圆坯径向的换热, 随着电流强度和频率的提高, 铸坯中心轴线上的钢液温度降低, 同时末端搅拌位置处的中心固相分率增加

利用Gleeble-3500热模拟试验机、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射技术等手段研究V对700 MPa级高强度汽车大梁钢组织细化的影响.在冷却速度2~7℃·s-1时,显微组织为针状铁素体＋粒状贝氏体组织.V添加提高粒状贝氏体体积分数,细化粒状贝氏体组织,并明显降低粒状贝氏体中M/A岛的尺寸.与无V钢相比,含V钢中大角度晶界比例提高18.2%,对提高钢的韧性有利.由于C含量过低,在实验钢中未观察到单独的VC析出,由此推测V主要固溶在基体中,以合金化方式促进钢的贝氏体相变,使组织得到有效细化

研究了轴承钢中TiN夹杂物的形成热力学,以及钢中Ti和N的控制理论,并在某钢厂进行了GCr15轴承钢的生产实验.结果表明,在凝固过程中钢中Ti或N的含量越高,TiN夹杂物开始析出温度就越高,析出物的尺寸就越大;使用低Ti合金原料能够有效降低钢中的Ti含量;采用低Ti铁水,初炼渣中的TiO2降到1.0%以下,能有效控制钢水中的Ti含量;采用低钛合成渣过程回钛量显著减少,钢中Ti含量由原来的37×10-6下降至30×10-6;优化改进精炼工艺和大包保护浇铸可以降低钢中N含量为33×10-6;降低凝固偏析,能降低TiN夹杂析出

煤制天然气是我国煤炭清洁利用的重要发展方向.现有管道用于输送煤制天然气(最高氢分压为0.72 MPa)时需要考虑其中低压氢气的影响,因而需先进行氢致开裂安全性评估.本文利用高压釜环境下恒载荷实验和电化学充氢,模拟研究X-70管线钢和20#钢在不同氢含量下的氢损伤和氢致延迟开裂,并对其在煤制天然气中服役安全性进行评估.在总压12MPa(10 MPa N2+2 MPa H2)的高压釜中放置一个月,两种钢的金相试样均不出现氢损伤,U弯试样不开裂,加屈服强度σs的恒载荷试样不发生断裂.在含0.72 MPa的煤制天然气中长期服役时,进入两种钢的氢含量均远低于σs下发生氢致延迟开裂的门槛氢含量和出现氢损伤的门槛氢含量,因而X-70钢和20#钢在煤制天然气中长期服役均具有高的氢损伤和氢致开裂安全系数

引入以三次勒让德多项式表达的基本板形模式,并采用基于最小二乘原理的回归分析方法建立了板形模式识别模型.对某厂2180 mm CVC(continuously variable crown)超宽带钢冷连轧机和1550 mm UCM(universal crown mill)普通宽带钢冷连轧机的板形进行了识别与对比,结果表明对超宽带钢轧机板形而言,引入三次基本板形模式识别出的主要板形缺陷为\OS(operating side)单侧肋浪加DS(driving side)单边浪\,未引入为\四分之一浪\;对普通宽带钢轧板形,识别结果均为\中浪\,验证了在超宽带钢冷连轧机板形模式识别中引入三次基本板形模式的必要性,并讨论了此模型在超宽带钢冷连轧机板形缺陷分析及非对称板形控制方面的应用价值