2023年第4期 “特殊性能的铸造钢铁材料”专栏

《铸造技术》2023年第4期

《铸造技术》2022年第44卷第4期已正式出版。 全文可从中国知网（CNKI）CNKI数据库下载。 点击文章标题或文章末尾的“阅读全文”即可免费阅读。

铸造技术

2023 年第 4 期目录

编者注

磨损和腐蚀是材料失效的两种主要形式。 研究探索具有优良耐磨性和耐腐蚀性的新型铸钢材料，是冶金、矿山、港口、电力、煤炭、建材、军工等行业降低耐磨性的关键。 是减少耐腐蚀零件消耗、提高产品寿命、降低生产成本的重要措施。 还可以促进相关行业的技术进步。 本专栏特邀请清华大学陈翔教授、烟台大学刘中立教授组织国内相关专家对“特殊性能铸钢材料”的最新研究发展趋势进行总结和展望，希望能为相关研究人员提供参考。领域促进研究创新和交流。

具有特殊性能的铸钢材料

特厚板差温轧制参数建模及优化控制研究现状

车立志、张顺虎、李延田、张文浩

苏州大学沙钢钢铁学院

摘要: 差温轧制作为一种先进的轧制工艺，对于提高特厚板的板形质量具有重要作用。 但生产中工艺参数的制定和优化缺乏明确的理论指导，导致差温轧制技术的发展受到严重制约。 为了解决这一问题，本文从轧制力、缺陷压紧、平整度控制三个方面介绍了相关建模方法和研究进展，并对建模中的理论分析、有限元仿真、神经网络等进行了深入分析。 。 应用。 现有研究表明，差温轧制生产的轧制力模型的预测精度有待进一步提高。 同时，差速轧制过程中缺陷层状及板形控制的建模研究缺乏多参数耦合的定量描述，相关研究有待进一步深入。 最后，随着生产过程中精度要求的提高，基于人工智能技术的高精度建模和参数优化控制将成为未来轧钢的重要发展方向。

引用：车立志、张顺虎、李岩等。 特厚板差速轧制参数建模及优化控制研究现状[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 303-312.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3091。

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高钛耐磨钢的研究进展

王汉印文兴府含光

苏州大学沙钢钢铁学院

【摘要】：耐磨材料因其硬度高而被广泛应用于许多磨损领域。 由于钛在地球中储量丰富，具有阻止晶粒长大、提高钢耐磨性能的作用，因此高钛耐磨钢具有良好的发展前景，是一种非常好的耐磨材料。 本文综述了高钛耐磨钢中元素的种类和含量以及凝固、变形、淬火和回火过程中的工艺参数对钢的组织和性能的影响。 也展望了未来，对高钛耐磨钢未来的发展充满期待。 为耐磨钢的开发和应用提供支撑。

引用：汪涵、尹文兴、傅汉光。 高钛耐磨钢的研究进展[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 313-321.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3007。

Inconel 625合金国内外研究现状综述

杨鹏辉、杜琳琳、王蓉、腊培庆、郭铁明

兰州理工大学材料科学与工程学院

摘要: Inconel 625因其优异的综合性能而广泛应用于各个工业领域。 随着各行业的发展，对Inconel 625合金的性能要求越来越高，因此需要进一步改善Inconel 625合金的组织和性能。 本文综述了近7年来国内外学者在Inconel 625合金成型制备、组织性能、熔盐腐蚀等方面的研究成果。 成型方法从3D打印技术（即增材制造）、表面改性技术等方面进行综述； 性能主要总结了化学成分和热处理工艺； 熔盐腐蚀方面重点关注氟化物盐、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等。最后提出了Inconel 625合金未来的发展前景，为Inconel 625合金的未来研究提供了实践指导。

杨鹏辉,杜琳琳,王荣等. Inconel 625合金国内外研究现状述评[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 322-331.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3016。

双液双金属技术研究及应用现状

杨鹏辉 王蓉蓉 手范 刘新成 杜琳琳 腊培清 郭铁明 李祖和

兰州理工大学材料科学与工程学院

摘要: 近年来，随着双液双金属技术的快速发展，其已广泛应用于锤头、衬板、反击板、颚板等耐磨零件的制造。 本文简要介绍了双液双金属技术的成形方法和铸造方法以及当前双液双金属技术的技术难点和应用现状。 双液双金属在锤头等应用中已相对成熟，但在批量生产中在控制凝固温度匹配方面仍存在一些不足。 材料和工艺的深入研究和拓展，将推动双液双金属技术不断突破，满足现代化生产的需求，零件的性能控制和使用范围将更加精细化和提高。 此外，本文还提出了双液双金属技术。 未来需要克服的技术瓶颈和发展方向。

杨鹏辉,王荣,荣守凡等. 双液双金属技术研究及应用现状[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 332-337.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3017。

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高硼奥氏体钢中硼化物形态和分布的优化

陈翔、王梦欣、刘忠立

清华大学材料科学与工程学院

摘要: 传统高硼铁基合金中，硼化物一般位于晶界处，并沿晶界呈网状或鱼骨状分布。 它具有尖锐的棱角，破坏了基体的连续性，大大降低了材料的力学性能。 本文利用光学金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）和X射线衍射（XRD）来研究该效应碳含量对高硼奥氏体钢组织的影响。 利用热力学模拟试验机分析了碳含量对实验钢850℃高温力学性能的影响。 结果表明，当高硼奥氏体钢含碳量较高（0.37%~0.42%，质量分数）时，能够稳定获得圆形硼化物，且硼化物呈粒状、离散且均匀分布在基体中。 ，没有任何沿晶界连接的网状或鱼骨状分布状态。 粒状离散硼化物是Fe1.1Cr0.9B0.9、Mn2B0.98和Cr2B的复合产物。 硼化物中Cr、Mn的添加以及基体C含量的增加，促进了硼化物的圆整形状和粒状分布。 离散化。 锻造过程也直接促进硼化物呈粒状离散分布。 1150℃的初锻温度是硼化物实现粒状离散分布的基本条件。

引用：陈翔、王梦欣、刘忠立。 高硼奥氏体钢中硼化物形貌及分布的优化[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 338-344.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3006。

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Al-TCB籽晶合金对ZL302铝合金显微组织和力学性能的影响

李春晓 高童 吴同四 刘李梦玉 刘桂良 刘向发

山东大学材料液固结构演化与加工教育部重点实验室

摘要：铝镁合金具有比强度高、耐蚀性和焊接性良好等优点。 是未来航空航天、高铁、海洋等领域极具竞争力的材料。 这种合金的强塑性特性的设计是业界所关注的。 焦点之一。 本文采用Al-TCB籽晶合金控制ZL302铝合金的显微组织和力学性能，并利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、万能试验机等对ZL302铝合金的晶粒形貌、尺寸和拉伸性能进行研究合金。 测试与分析。 实验结果表明，与Al-5Ti-1B中间合金相比，Al-TCB籽晶合金对ZL302合金的晶粒细化效果更为显着，可从毫米级细化至67.5 μm，组织中的枝晶发生转变成等轴晶形态； 测试了合金的拉伸性能。 添加1%（质量分数）Al-TCB籽晶合金后，ZL302合金的抗拉强度和延伸率分别由208.0 MPa和5.8%提高到218.8 MPa和9.7%。 。 因此，Al-TCB籽晶合金可以减小ZL302的晶粒尺寸，从而提高其力学性能。

引用：李春晓，高通，吴同思刘，等。 Al-TCB籽晶合金对ZL302铝合金显微组织和力学性能的影响[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 345-350.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3015。

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国内外耐磨钢夹杂物控制水平分析

张浩王冬伦明瑞傅建勋沉平

上海大学材料科学与工程学院

摘要: 耐磨钢中的夹杂物是影响耐磨钢强度和韧性的重要因素。 为了分析国内外耐磨钢中夹杂物的控制水平，对日本和国内两家厂耐磨钢中夹杂物的尺寸和分布进行了分析。 分析了钢基体的、成分和硬度。 结果表明，国内A厂Ca处理后夹杂物尺寸与日本耐磨钢接近，但数量密度较大，清洁度略低于日本耐磨钢。 检测钢中夹杂物的成分：日本耐磨钢中夹杂物的主要类型有CaO、CaO-Al2O3、MgO-Al2O3、MgO-Al2O3-CaO和TiN、Ti(C,N)夹杂物； 国内A厂通过Ca处理技术，减少了钢中MnS析出量，提高了夹杂物中CaS和CaO含量。 国内B厂未经Ca处理的耐磨钢中发现MnS析出，轧制后形成长条状。 分析各厂硬度，日本耐磨钢基体平均硬度为447HV，钢基体组织硬度分布均匀。 国内A厂、B厂略低于日本耐磨钢，硬度均匀性波动较大，组织控制水平与日本产品仍有差距。

引用：张浩，王东，伦明瑞，等。 国内外耐磨钢夹杂物控制水平分析[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 351-357.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3013。

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中性环境高铬铸铁电化学腐蚀阳极溶解行为研究

金海妮隋玉东蒋业华周墨瑾

昆明理工大学材料科学与工程学院

摘要： 对于长期在海洋大气环境中使用的高铬铸铁材料，不同晶面取向表面腐蚀行为的差异必然导致微观腐蚀细胞和点蚀的萌生。 通过明确不同取向表面的腐蚀行为，调控特定取向表面的比例和组合，可以有效减弱高铬铸铁材料的电偶腐蚀敏感性，延缓腐蚀速率。 本文采用第一性原理建模计算了Km TBCr26高铬铸铁中(100)、(110)、(111)三个晶面的腐蚀电位和腐蚀电流密度，得到了该铸铁的腐蚀电位和腐蚀电流密度。氯化钠中性环境中的铸铁牌号。 电化学腐蚀阳极溶解反应极化曲线如下。 结果表明，在理想表面情况下，3个低指数表面中，（100）面腐蚀电位最高，腐蚀电流密度最低，分别为-0.567 4 V和-7.858 7 log(A/ cm2) 分别显示出最佳的腐蚀潜力。 优良的耐腐蚀性能。 表面空位和Cl吸附会导致三个低指数表面的计算腐蚀电流密度增加，即阳极溶解速率加快，不同表面之间的溶解速率差距略有缩小； 它还会导致所有表面的腐蚀电位增加。 减少、稍微缩小不同表面之间的电位差。

引用: 金海妮, 隋玉东, 蒋业华, 等. 中性环境高铬铸铁电化学腐蚀阳极溶解行为研究[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 358-362.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3008。

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复合区基体控制对Al2O3p/40Cr钢球网构型复合材料压缩性能的影响

魏绍胜、龚文浩、张西鹏、卢德宏

昆明理工大学材料科学与工程学院

摘要: 采用金属粉末调控Al2O3p/40Cr钢球网构型复合材料的复合区基体，研究金属粉末对构型复合材料压缩性能的影响。 结果表明，Fe320合金粉控制的复合材料的压缩屈服强度、压缩强度和断裂应变分别比还原铁粉控制的复合材料高26.0%、25.4%和21.3%。 结果表明,Fe320粉增加了结构复合材料复合区基体中Ni等合金元素的含量,而还原铁粉则略微降低了复合区基体中合金元素的含量,因此Fe320粉末增强了复合区域的基体。 同时，在球形网络复合结构中，裂纹在复合区内纵向扩展，基体区显着阻碍裂纹扩展。 因此，复合区的构型结构和基体增强体协同提高构型复合材料的压缩力学性能。

魏绍胜, 龚文浩, 张西鹏, 等. 复合区基体控制对Al2O3p/40Cr钢球网构型复合材料压缩性能的影响[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 363-370.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3025。

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Fe-Cr-B白口铸铁的组织与性能研究

刘忠立陈翔

烟台大学核装备与核工程学院

摘要：白口铸铁是一种不可替代的传统耐磨钢材料。 其结构采用共晶碳化物作为耐磨相。 虽然其硬度高，但韧性低，限制了其使用寿命和使用条件。 本文研究了一种以硼化物为耐磨相的新型Fe-Cr-B白口铸铁，旨在发展传统白口铸铁以获得优异的综合性能。 此类白口铸铁在成分上具有低碳、高铬、高硼的特点； 铸态条件下，基体多为板条状马氏体，耐磨相比共晶碳化物显微硬。 共晶硼化物M2B； 淬透性好，无需像镍硬铸铁那样进行热处理即可直接使用，具有良好的综合性能。

引用: 刘忠立，陈翔。 Fe-Cr-B白口铸铁的组织与性能研究[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 371-375.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3010。

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原位自生NbC/H13钢复合材料的耐磨性研究

刘舟、周墨进、江野华、隋玉东

昆明理工大学金属先进凝固成形及装备技术国家地方联合工程研究中心

摘要：H13钢作为盾构机刀环材料，主要用于破碎坚硬的岩石。 盾构机掘进过程中，刀环的磨损是不可避免的。 过度磨损会导致隧道掘进效率降低，增加施工风险。 为了提高H13钢的耐磨性能，采用重力铸造原位自生法制备了体积分数为1%、3%和5%的原位自生NbC/H13钢复合材料。 采用金相显微镜和扫描电子显微镜分析复合材料的物相组成和组织结构。 采用冲击试验机和三体磨料磨损试验机测试了不同体积分数的NbC/H13钢复合材料的冲击韧性和磨料磨损性能。 研究。 结果表明，所制备的复合材料结构致密，NbC增强相弥散分布在基体中。 随着增强相体积分数的增加，增强相的形貌逐渐由网状转变为小棒状和粒状； 随着增强相体积分数的增加，复合材料的冲击韧性值逐渐降低。 当NbC含量为5%（体积分数）时，耐磨性提高2.1倍。

引用：刘舟，周墨进，江野华，等。 原位自生NbC/H13钢复合材料的耐磨性研究[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 376-382.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3009。

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高碳珠光体钢在大型半自磨机筒体内衬中的应用

陈志鹏付钱给陈寿峰，5月1日来找卢振林

江西铜业集团（德兴）铸造有限公司

摘要：介绍了磨铜矿的大型半自磨机的运行条件和环境，以及大型半自磨机筒体衬板的材料、结构和性能的选择。磨。 衬里材质为CrMoNi高碳钢，组织为珠光体+少量二次碳化物，硬度35~42HRC，无缺口冲击韧性≥60J/cm2。 结合衬板结构的优化设计，铜矿大型半自磨机筒体衬板的使用寿命可稳定在4个月，重量磨损率为44.44%。 确定了大型半自磨机筒衬的磨损和失效机理。 除了矿石引起的磨料切削和疲劳磨损外，还有矿浆引起的腐蚀磨损。 分析了影响大型半自磨机筒体衬板使用寿命的因素，为大型半自磨机衬板的生产、使用和提高使用寿命提供参考。

引用：陈志鹏、付湘湘、陈寿峰等。 高碳珠光体钢在大型半自磨机筒体内衬上的应用[J]. 铸造技术, 2023, 44(04): 383-387.

DOI：10.16410/j.issn1000-8365.2023.3012。

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