薄带连铸是钢铁材料短流程绿色制造的前沿技术,具有资源消耗少、节能和对环境无害等特点.目前实验室热模拟研究的薄带连铸主要是熔滴凝固和浸入式测试技术.综述了熔滴凝固技术和浸入式测试技术的发明和发展、热模拟研究中涉及的凝固和传热问题、连铸薄带的组织和性能调控及这两项技术在高强钢等金属材料生产中的应用.
采用激光选区熔化技术制备了Inconel 718 合金试样,并对其在650、700 和750℃等温氧化500 h过程中的氧化行为进行了研究.结果表明:合金在650～750℃的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,且表现为完全抗氧化性;750℃的氧化速率常数分别约是700 和650℃的8 和24倍;氧化100、300 和500 h的试样表面均形成了致密且完整的Cr2O3 氧化膜;合金氧化激活能约为249 kJ/mol,氧化层的生长主要是由Cr3+经Cr2O3 氧化膜向外扩散控制.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和具有三维周期性边界条件的超胞模型,结合VASPsol隐式溶剂模型,计算了O原子在α-Fe(100)纯表面及铜锑掺杂表面的吸附能、功函数和bader电荷等,分析了Sb和Cu掺杂对铜锑钢抗氧化性能的影响.结果表明:Sb和Cu共掺能明显减弱基体对O原子的吸附,提高含氧环境中表面电子稳定性.Sb和Cu共掺杂的协同作用促进了大量含锑氧化物和少量含铜氧化物的形成,并抑制了含铁氧化物生成.
采用控轧控冷技术生产了直径为160 mm,含0.41%C、0.60%Si、1.41%Mn、0.16%Cr、0.07%V和0.023%Nb(质量分数)的可直接机加工的非调质钢棒材.通过金相检验、疲劳试验和力学性能测定等研究了棒材的显微组织、力学性能和疲劳性能.结果表明:棒材表面至距表面40 mm处的晶粒度为8.5～10.0 级,显微组织为珠光体和铁素体,珠光体片层间距为170～220 nm;棒材抗拉强度为1 002 MPa,屈服强度为755 MPa,断后伸长率为18%,断面收缩率为48%,棒材距表面25 mm处的疲劳强度为502 MPa.
通过Gleeble-3500 热机械模拟机研究了Fe-0.1C-5Mn中锰钢在950～1 150℃变形温度、0.001～1 s-1应变速率下的高温变形行为.根据单道次热压缩的真应力-真应变曲线,分析了变形条件对流变应力的影响,发现高温和低应变速率有利于动态再结晶的发生.引入Zener-Hollomon参数,建立本构方程,得到钢的热变形激活能为256.317 kJ/mol.通过对试验数据的拟合,建立了中锰钢动态回复和动态再结晶的分段流变应力模型,结果表明:模型预测值与试验值吻合较好,证明了所建模型的可靠性.
