液氨储运用钢研究进展及展望

在“双碳”政策背景下,以氨为载体的能源利用形式具有巨大发展前景。中国氨的应用领域广泛,其相关的技术较成熟,液氨需求量也在逐年增长。然而,中国在液氨长输管道的建设上仍有很大的发展空间。由于中国工艺技术水平、产品类别与产量、储运地理条件、气候环境和使用条件等因素,开发适合中国国情实际的氨储运新材料具有必要性、经济性与前瞻性。借鉴国外成熟产品与技术,通过调整合金元素成分、采用微合金化技术以及应用双金属复合管技术,开发高强度、高韧性以及抗腐蚀性能的氨/液氨专用输送管线钢、储罐用钢和耐高温钢,可实现氨/液氨储运用钢的细化与专业化,增加不同用途材料的类型数量。

基于ABAQUS的X70管线钢连铸板坯空冷的热力耦合分析

随着管线钢连铸板坯热送热装占比的升高,切割后的连铸板坯在相变、热应力以及温度的耦合作用下易形成质量缺陷,造成巨大的经济损失。以X70管线钢为研究对象,通过综合考虑材料热物性参数随温度的非线性变化及边界条件的设定,利用ABAQUS有限元分析软件对X70管线钢4 500 mm×2 300 mm×300 mm连铸板坯的单坯冷却过程进行热力耦合数值模拟分析。结果表明,铸坯重心平均散热速率为0.076℃/s,表面中心为0.084℃/s,表面与心部温差区间为100~210℃,并随着时间逐步减小。铸坯边部应力值为25 MPa,边部300 mm以内热应力大致相同,在200 MPa以内。结合温度场变化情况应尽量缩短切割到加热炉的时间,或增加保温措施以防止因热应力过大形成质量缺陷。

基于数据挖掘的含铌X80管线钢探伤不合格原因分析与改进

针对鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司5500产线出现的批量含铌X80级别管线钢钢板心部存在裂纹的问题,利用扫描电子显微镜、能谱仪等检测设备对钢板裂纹缺陷进行了检测分析,发现铸坯(钢板)心部裂纹附近存在未溶铌铁颗粒。根据检测结果,聚焦炼钢环节对实际生产数据进行处理与分析,并建立基于随机森林算法的关键工艺诊断模型。分析结果表明:精炼过程中氩气搅拌流量较低、加铌铁后处理时间较短和加铌铁时温度较低是导致加入的铌铁未完全溶解的根本原因,而铸造速度过快是造成未溶的铌铁颗粒聚集在铸坯(钢板)心部的直接原因。

高温烟气掺氧燃烧的数值模拟

运用Fluent软件对某钢铁企业热态实验室中脉冲试验炉进行三维数值模拟,研究富氧量以及烟气回流量对试验炉内温度分布以及污染物NOx生成量的影响。结果表明:合适的纯氧掺混比例以及烟气回流量,可以在保证炉温分布的同时,减少混合煤气消耗量、烟气排放量以及反应过程中NOx生成量。数值模拟结果为相关试验设备选取、试验中各参数设定、后续的改造提供参考依据。

基于决策树算法的钢板探伤预测模型优化

采用决策树分类算法建立钢板探伤预测模型,结合冶金学原理选取精炼与连铸关键工艺特征属性,以轧后钢板探伤结果为目标标签,通过调整决策树最大深度、叶子最小样本数以及判定阈值对模型调优,经测试集验证:优化后的决策树模型对连铸板坯对应轧后钢板的探伤结果预测具有较好的预测效果,AUC值为0.848,且模型泛化能力较强,训练集与测试集AUC差值低于0.04。

我国管线钢生产技术的进步

随着我国能源需求的持续增长,管线钢作为油气管道建设的核心材料,其生产技术得到了快速发展。对我国管线钢生产技术的进步进行了总结,回顾并梳理了我国管线钢生产的发展历程,从早期的低钢级产品到如今的高性能、高钢级管线钢,展示了我国管线钢在生产技术方面的突破。重点介绍了当前管线钢生产中的关键技术,包括化学成分设计、轧制工艺、微观组织调控等方面的创新。此外,深入探讨了管线钢在耐腐蚀、高强度、耐低温等性能方面的产品特点与生产控制技术的研究进展。同时,指出新能源发展中氢气与二氧化碳储运、新型石油天然气管及装备、数字化与人工智能技术的应用是未来管线钢生产技术的研发重点。

控轧控冷工艺对海洋高应变管线钢性能和组织的影响

采用工业试验、性能检测、显微组织分析及原位拉伸等研究了控轧控冷工艺对海洋高应变管线钢力学性能、微观组织、析出相和塑性断裂的影响。结果表明,海洋高应变管线钢的微观组织主要是多边形铁素体和贝氏体。当精轧终止温度从780℃下降至750℃时,多边形铁素体体积分数增加约20%,析出相的数量明显增加,屈服强度降低,应变硬化指数和均匀伸长率升高。当轧后弛豫时间从30 s增加至60 s时,多边形铁素体体积分数增加约25%,10 nm以下析出相明显增多,其对性能的影响与精轧终止温度下降时类似。终冷温度的降低使硬相组织从粒状贝氏体向板条贝氏体转变,抗拉强度升高,屈强比降低,而应变硬化指数和均匀伸长率变化不大。

La和Ag对石油钻杆用Weldalite049铝锂合金热稳定性的影响

通过对添加微量La和Ag的Weldalite049铝合金挤压棒材采用T6峰时效处理,利用SEM、TEM及拉伸性能检测,研究稀土元素La和Ag的不同配比在热处理后以及不同的热暴露条件下对Weldalite049铝合金石油钻杆的显微组织和拉伸性能的影响。其目的是研究在满足力学要求的前提下,用少量稀土La替代价格较高Ag的方法。实验结果表明,含添加0.05%La以及0.2%Ag(质量分数)的Weldalite049合金经T6处理后其峰时效抗拉强度为619.2 MPa,经190℃,24 h的热暴露后,其力学性能小幅下降,抗拉强度下降了4.87%;添加0.1%La而无Ag的Weldalite049峰时效合金经175℃,60 h的热暴露后其抗拉强度为548.4 MPa,与热暴露前相比抗拉强度下降了5.98%,力学性能仍保持在一个较高的水平(σb≥530MPa、σ0.2≥480MPa、δ≥7%)。

Cu-Sc中间合金在Al液中的溶解

首次采用Cu-Sc中间合金,开发了Al合金加Sc新方法,研究了Cu-Sc中间合金在Al液中的溶解行为。发现随着保温温度的提高和保温时间的延长,含Sc质点(团)的尺寸减小,面积分数减少,凝固后在α-Al基体中的Sc固溶量增加,短时间保温的合金凝固组织细小,随着保温温度提高和保温时间延长,合金凝固组织的晶粒尺寸逐渐增大。并根据含Sc质点尺寸和面积分数变化,分析了凝固组织的变化原因。

Cu-Sc中间合金在液态Al-Zr合金中的溶解

研究了质量分数Cu-20%Sc中间合金在液态Al-0.12%Zr合金中的溶解行为。发现随着保温温度提高和保温时间延长,含Sc质点的尺寸减小,面积分数降低,Al_(3)Zr相质点尺寸也减小,面积分数也降低。凝固后在α-Al基体中的Sc、Cu和Zr的固溶量随保温时间延长和保温温度提高都增加。保温一定时间后,部分溶解到熔体中的Sc原子被吸附到Al_(3)Zr相表面,形成中间为Al_(3)Zr相表面富Sc的结构。Sc和Zr联合加入后,合金凝固组织细小,随着保温温度提高和保温时间延长,合金凝固组织的晶粒尺寸略有增大。大量表面富Sc的Al_(3)Zr质点为合金凝固提供了大量的异质形核核心,细化了合金组织。添加Cu-Sc中间合金的Al-Zr合金,均匀化退火后,同添加Al-Sc-Zr中间合金一样,也析出大量“芯壳”结构的Al_(3)(Sc,Zr)相。