- 苗海涛;高华;赵丽艳;樊赛;谢荣圆;王倩;吴文平;
矿山企业作为钢铁行业供应链的最前端，开展铁精矿产品的生命周期环境绩效评估将帮助下游钢铁企业获取准确碳排放信息。本文系统梳理了现有LCA及碳足迹标准中共生产品的分配规则，针对国内两家矿山企业，对比研究了不同取数方式下，系统扩展法、质量分配法、经济分配法三种不同分配方法对铁精矿产品碳足迹的影响。结果表明：采用方式二以产品核定数据基准取数时，核算的碳足迹值更符合国际标准，得到的碳足迹值数据更加准确、合理；三种分配方法对铁精矿产品碳足迹影响显著，相较于质量分配，采用系统扩展时，企业A的碳足迹降低2.94%,企业B的碳足迹降低0.12%;采用经济分配时，企业A的碳足迹降低10.64%,企业B的碳足迹降低6.69%。
2026年02期 No.362 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1092K] - 杨立永;陈良勇;宋天宇;王建刚;
钢坯加热是热轧生产中的关键工序，其质量直接影响最终产品性能和生产能效。本研究首先采用ANSYS有限元软件建立了钢坯在步进式加热炉内的三维瞬态温度场模型，揭示了钢坯内部非均匀升温规律及相变吸热对升温速率的影响；其次，基于有限元仿真数据，利用Box-Behnken Design实验设计生成样本，构建了BP神经网络预测模型；最后，应用响应面法对加热工艺参数进行优化。以钢坯出炉表面温度(T_d≥1 000℃)、心表温差(T_z≤50℃)以及节能降耗为目标，确定了最佳工艺参数组合：预热段900℃,加热Ⅰ段950℃,加热Ⅱ段1 350℃,加热Ⅲ段1 350℃,均热段1 095℃,钢坯运行速度0.006 m/s。在此条件下，预测出炉钢坯表面温度为1 002℃,心表温差为49.36℃,均满足工艺要求，表明该方法能够有效模拟和预测钢坯加热过程，对实现加热过程的智能化控制具有重要意义。该研究创新性融合了有限元数值模拟、BP神经网络预测与响应面法优化，构建了“机理-数据-优化”闭环体系，精准考量了钢坯固态相变吸热效应，突破了传统模型的局限。
2026年02期 No.362 15-22+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K] - 么洪勇;邝霜;令狐克志;王瑞;周罗智;白振华;
针对某钢厂热轧产线精轧区七机架带钢出口温度受动态传热干扰、非稳态工况及测量盲区影响导致传统模型预测精度不足的问题，本文结合多物理场耦合温度预测方法，通过构建空冷辐射、水冷换热、塑性变形温升、轧辊摩擦热效应及接触传热等子模型，建立了热-力耦合效应的温度场计算体系，开发了集成导热系数修正算法的机架间出口温度预报软件，实现了轧制过程各机架出口温度的动态求解。以650CL高强钢种为对象，结合加权法计算钢种比热容与导热系数的温度特性曲线，实测验证结果表明：模型预测值与红外检测结果最大偏差≤10℃,相对误差<1.5%。该技术有效解决了传统机理模型在非稳态轧制阶段误差过大的问题，为优化轧制策略、提升高附加值产品尺寸精度与力学性能提供了可靠的理论支撑。
2026年02期 No.362 23-27+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 926K] - 吕皓杰;李永亮;牛崇宇;田源;李硕;王美玉;
针对国产化设备生产的低碳冷轧退火板，系统探究了热轧冷却工艺与冷轧压下率对材料织构及力学性能的影响机制。通过对比热轧前段冷却工艺与后段冷却工艺发现：后段冷却工艺因奥氏体高温停留时间延长，促进了晶粒粗化，使退火后屈服/抗拉强度降低约10 MPa,同时R值提升0.17。微观组织分析表明，后段冷却工艺可显著改善钢板的横向性能均匀性，抑制边部与中心区域强度差异。此外，冷轧压下率提升至62.5%以上时，边部力学性能异常点消失，混晶现象减少，{111}织构比例增加，并且在厚度方向上的分布更均匀。EBSD分析表明，高压下率(66.7%)可促进γ纤维织构({111}//ND)的演化，再结晶过程中{111}<112>取向晶粒的竞争性生长主导了深冲性能的优化。研究表明，热轧后段冷却结合冷轧大压下率工艺(≥62.5%),通过储能均匀化与晶粒细化(Hall-Petch效应),有效协调强度、塑性及各向异性，使屈强比降至0.7以下，横向性能稳定性显著提升。该工艺在国产设备上实现了高成形性冷轧钢的生产可行性，为低碳钢深冲性能优化提供了理论与实践依据。
2026年02期 No.362 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2163K] - 林煜雄;王程明;杨晓倩;赵海涛;
针对60Si2Mn弹簧钢加热过程中脱碳层厚度难以控制的问题，基于氧化-脱碳耦合数值模型，考虑了钢的氧化行为，引入了合金元素含量对碳扩散系数的影响和基于控制体积法的界面运动方程，结合黑匣子测温实测加热曲线，分析计算了加热过程中不同铸坯位置、加热温度、保温时间及氧化速率对弹簧钢脱碳行为的影响。研究结果表明，加热过程中铸坯不同位置温度演变差异显著，加热炉中加热轨迹相差最大的两个位置温度差异可达到300℃,导致总脱碳层存在厚度差异；对温度最高的加热轨迹进行分析，发现加热温度提高30℃,总脱碳层厚度从0.530 mm增至0.609 mm,保温时间增加1倍，总脱碳层厚度从0.530 mm增至0.724 mm;不同加热工艺段对总脱碳层厚度的影响差异显著，其中预热段温度变化对脱碳无显著影响，总脱碳层厚度变化不超过2%,而通过提高加热段和均热段的保温温度和保温时间可使脱碳层厚度变化达35%以上；将氧化速率提高至原本的10倍虽可将脱碳层厚度从0.530 mm降至0.277 mm,但氧化层厚度从0.078 mm增至0.771 mm,氧化烧损显著增加，经济性较差。
2026年02期 No.362 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1932K] - 高小勇;周建军;张云涛;朱坦华;李耀强;张立峰;
控制MnS夹杂物的形貌对提高含硫钢的机械性能和切削性能具有重要意义。本文研究了钙含量对42CrMoS4含硫钢中MnS夹杂物的影响，采用自动扫描电子显微镜和能谱仪对钢中MnS特征(数量、尺寸、形貌、分布等)进行了系统表征。结果表明，钙含量对42CrMoS4含硫钢中MnS形状的控制具有很大影响。经钙处理的42CrMoS4钢中存在两种类型的硫化物：纯MnS和CaS-MnS。在连铸坯中，纯MnS形状不规则，而CaS-MnS为近球形。经过热轧，纯MnS沿着轧制方向发生较大变形，大部分呈长条形；CaS-MnS变形很小，仍呈近球形。较高的Ca含量可以提高球形CaS-MnS型硫化物的比例，同时减小MnS的长径比。当钙含量从0.000 9wt%增加到0.001 5wt%时，MnS尺寸变小，长径比大于3的MnS数量比例从15.3%降至10.6%。利用FactSage软件进行热力学计算，阐明了钙对MnS的作用机理。Ca处理后，Al脱氧产物Al_2O_3夹杂物转变为熔点较低的CaO-Al_2O_3。添加S元素后，CaO-Al_2O_3氧化物中的CaO在热力学上呈不稳定状态，与钢液中溶解的S反应生成CaS。凝固过程中，富含CaS的CaO-Al_2O_3氧化物可以作为MnS夹杂物的有效形核核心。最终CaS和MnS发生结合形成细小的近球形CaS-MnS型硫化物。
2026年02期 No.362 45-51+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1436K] - 郭家瑞;苏雪;耿子怡;宋政立;白印军;刘宇;
在冶金装备领域，大规格Cr12MoV矫直辊的辊环开裂问题长期制约其服役寿命。为提升辊芯材料的抗热疲劳与耐磨性能，以石墨钢为辊芯材料，通过离心浇铸工艺实现Cr12MoV辊环与石墨钢芯的复合成型。然而，在高温离心浇铸过程中，辊环基体中的Cr元素会沿温度梯度向芯部石墨钢中扩散，导致界面成分偏析。为揭示Cr元素扩散对铸态石墨钢组织与性能的影响规律，研究设计了不同Cr含量(0%～1.2%)的石墨钢试样，并系统分析了其显微组织演变与力学性能变化。结果表明，当Cr含量从0%增至1.2%时，Cr通过提高奥氏体稳定性增强过冷度，同时抑制碳扩散，使片层珠光体细化约30%～50%;随着Cr含量进一步增加，石墨钢中球状石墨含量减少，1.2%Cr试样的石墨尺寸较无Cr试样减小73%,这归因于Cr阻碍碳原子扩散与聚集；尽管Cr的添加通过其间隙固溶及Cr原子在晶界聚集使得钢的塑性和韧性有所降低，但1.2%及以下的Cr含量对辊环开裂风险无明显影响。研究认为，Cr通过双重机制改善耐磨性：一是细化珠光体片层间距强化基体，二是减少球状石墨含量以弱化润滑作用，同时抑制摩擦氧化磨损，使Cr的添加成为提升石墨钢综合性能的有效途径。
2026年02期 No.362 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1441K] - 赵中昱;孙晓冉;张静江;杨婷;佘亚东;赵轶哲;
随着汽车产业升级，大梁钢作为车架核心承力部件，其抗疲劳性能成为技术攻关重点。本文针对420L、610L两种典型低合金大梁钢开展低周应变疲劳研究，通过采用应变控制疲劳试验模拟车辆频繁启停、复杂路况下的大应变工况，结合万能试验机检测，扫描电子显微镜(SEM)观察、金相显微镜分析，系统探究了两种钢材的疲劳特性。结果表明，420L钢为铁素体-珠光体组织，晶粒较大；610L钢为贝氏体组织，组织细小，屈服强度(584 MPa)与抗拉强度(643 MPa)显著高于420L钢(360 MPa、455 MPa)。疲劳试验数据经Manson-Coffin公式拟合显示，420L钢疲劳延性系数为0.424,高于610L钢的0.192,但其疲劳寿命交点N_c为3.4×10~4次，显著大于610L钢的6.2×10~3次，表明420L钢塑性应变幅占比高，其疲劳失效风险更高。断口分析发现，420L钢扩展区条带间距不均且存在二次裂纹，610L钢扩展区条带细密均匀，印证了610L钢的贝氏体细晶组织可有效抑制裂纹扩展并提升疲劳稳定性。本研究可为大梁钢成分设计与工艺优化提供理论依据。
2026年02期 No.362 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K] - 华晋军;王思贤;唐文明;李树丰;
针对热态钢轨质检中高温干扰、缺陷复杂及结构与纹理信息割裂等问题，本文提出并验证了一套面向冶金质检的2D/3D视觉系统检测系统的关键算法。在2D检测方面，提出轻量化DFAM-YOLO-Met(Defect-Focused Attention Module YOLO for Metallurgy)模型，通过将特征增强技术与注意力模块与YOLO模型进行耦合，实现对微小缺陷的高效识别。在自建图像集上取得91.6%的mAP和0.89的F1-score,在3D建模方面，设计三阶段点云优化与分段曲率拟合策略，引入热响应补偿机制，实现高温下的在线尺寸精测，误差由±0.28 mm降至±0.12 mm,满足国标≤0.15 mm的要求；在多模态融合方面，构建图-点映射与模块互引机制，实现2D与3D检测结果的联动复核，系统误报率由2.4%降至1.5%,复合缺陷Recall提升11.7%。实测表明，系统可在5 m/s钢轨产线上稳定运行72 h,单帧推理时延11.4 ms, GPU功耗低于15 W,具备良好鲁棒性与部署价值，为冶金行业在高温高速工况下实现智能质检提供了技术路径与实践参考。
2026年02期 No.362 65-69+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1131K]