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期刊简介
期刊名称： 河北冶金
创办日期： 1979年
主管部门： 河北省金属学会
主办单位： 河北省金属学会 河钢集团有限公司
协办单位： 中国金属学会冶金流程工程学分会
河钢材料技术研究院 河北省冶金研究院
刊期： 月刊
国内统一刊号(CN)：13-1172/TF
国际标准刊号(ISSN)：1006-5008
电话： 0311-89874718 85671316
传真：0311-85062956
Email： hbyj@chinajournal.net.cn
镍基化学复合镀研究进展
陈良勇;杨立永;王建刚;近年来，化学镀技术在多种基材表面构建复合镀层的研究日益增多，尤其是镍基复合镀层，因其在力学、电学、磁学及光学性能方面的显著提升，成为材料表面工程领域的研究热点。与传统的纯金属或合金镀层相比，复合镀层通过引入微米级或纳米级的增强颗粒，可以显著改善基体材料的综合性能，从而被广泛应用于航空航天、汽车、电子、机械及其他工业领域。镍基复合镀层通常采用化学镀方法，借助自催化还原反应将金属、合金或纳米颗粒沉积于基材表面。此类镀层不仅能够提高耐腐蚀性、耐磨性及抗氧化性，还能在一定程度上改善材料的抗冲蚀性及自润滑性能。本文系统综述了近年来在镍基化学复合镀方面的研究进展，重点探讨了镍基复合镀层的沉积机制、制备工艺及其性能特点，特别是纳米颗粒在复合镀层中的作用机理。同时，还展望了镍基复合镀层在未来功能化方向的发展趋势，探讨了该技术在高性能表面涂层、绿色制造及新兴技术中的应用潜力。研究表明，随着纳米技术的发展，镍基复合镀层在多个领域中具备了广泛的应用前景，特别是在要求高耐磨、耐腐蚀及自润滑的领域，镍基复合镀层将发挥更大的作用。
基于不同分配方法的铁精矿产品碳足迹分析
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%。
钢坯加热过程温度场仿真及工艺优化
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(Td≥1 000℃)、心表温差(Tz≤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。
热轧带钢机架间出口温度预报技术
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。
热轧冷却方式与冷轧压下率对低碳退火板性能的影响
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。
PEMFC不锈钢双极板表面Ti惨杂GLC涂层的腐蚀导电行为
韦楠;李永平;郭正宇;李伟;为解决不锈钢双极板在PEMFC服役环境中面临腐蚀及导电问题，采用磁控溅射在SS304基材表面制备GLC涂层，并利用Ti元素对其进行惨杂改性，系统研究了Ti惨杂对GLC涂层(Ti-GLC)的微观形貌及物相构成的影响，并分析其对涂层导电、耐蚀行为的影响。结果表明，Ti元素惨杂抑制了涂层柱状晶结构的生长，提高了涂层的致密性，其腐蚀电流密度由14.60 μA/cm2(SS304)下降到0.08 μA/cm2(Ti-GLC)，对基材形成良好的保护。并且Ti惨杂进一步促进sp3向sp2，并提升了涂层的有序化程度，较高的sp2含量和致密的表面结构促使其ICR值由8.36 mΩ·cm2(GLC)下到3.88 mΩ·cm2(Ti-GLC)，展现出良好的导电性。对GLC涂层进行惨杂改性，可以增加涂层致密性，改善电子传输，提高碳涂层在PEMFC环境中的服役性能。
烧结燃料结构优化及粒径对燃烧带的影响规律研究
姜会元;佘雪峰;高瑞芳;侯健;焦国帅;黄小波;为优化邯郸钢铁集团有限责任公司烧结厂固体燃料结构组成，研究固体燃料对燃烧带的影响，降低烧结过程中的燃料消耗，降低烧结烟气一氧化碳排放量，本文通过热重分析试验和烧结杯试验，系统研究了不同粒度下焦粉和煤粉的燃烧特性及其对烧结矿质量和产量的影响。结果表明，随着固体燃料粒度从0～0.5mm增至3～8mm，煤粉的平均燃烧速率由7.86min-1降至6.24min-1，可燃性指数由0.89×10-6·min-1·℃-2降至0.48×10-6·min-1·℃-2，燃烧特性指数由8.76×10-9·min-2·℃-3降到3.21×10-9·min-2·℃-3；焦粉的平均燃烧速率由7.64min-1降至6.07min-1，可燃性指数由1.13×10-6·min-1·℃-2降至0.72×10-6·min-1·℃-2，燃烧特性指数由9.13×10-9·min-2·℃-3降至了6.47×10-9·min-2·℃-3。同时，考察了固体燃料结构对烧结过程的影响规律，发现当烧结固体燃料中煤粉配比由0%增至25%时，烧结矿的成品率由63.75%增至65.26%。增大煤粉配比会降低烧结矿质量，烧结矿的转鼓指数从78.87%降至77.16%，烧结矿的FeO含量略有降低，SiO2含量略有升高；焦粉粒径能够显著地影响烧结过程中燃烧带的分布，在一定范围内增加烧结料中细焦粉粒径比例，能够拓展燃烧带前缘，增加燃烧带厚度及持续时间。
TA1/Q235爆炸复合板界面性能与氢脆防护
李博旸;李若寒;李禹慧;康强;姚凯;钛/钢层状复合材料能够充分发挥钛的优异耐腐蚀性与钢的高强度、低成本优势，在化工、海洋及氢能储运等领域具有广阔应用前景。本文以爆炸复合制备的TA1/Q235复合板为研究对象，系统分析热处理对界面微观组织演变与力学性能的影响规律。进一步采用钛侧与钢侧分别电化学充氢的实验方法，深入研究不同氢侵入路径对复合材料力学行为及失效模式的影响机制。研究结果表明：随着热处理温度的升高，SEM-EDS发现界面处C元素扩散行为显著加剧，脆性TiC化合物持续形成并粗化。TA1/Q235复合板的抗拉强度逐渐下降，拉伸断口分层现象逐渐加剧。充氢实验表明：钢侧充氢，氢原子凭借其在钢中的高扩散速率快速渗透至界面区域，不仅引发Q235钢层本身的氢脆现象，更导致界面结合强度显著降低，复合板在拉伸过程中产生提前分层断裂，塑性急剧恶化。钛侧充氢，氢原子被有效限制在钛层内部，难以扩散至钛/钢界面，复合材料保持结构完整。本研究证实TA1钛层可作为高效的氢阻隔层，显著抑制氢原子向钢基体渗透，对Q235钢提供显著的抗氢脆保护能力，为钛/钢复合板在氢环境中的安全应用提供了重要实验和理论依据。
高炉含铁除尘灰和燃破灰联合喷吹实验研究
王德全;田铁磊;李丽红;刘燕军;邓勇;王艾军;刘洋;在钢铁生产过程中，含铁除尘灰和含碳除尘灰作为主要固废之一，长期因处置不当引发资源浪费与环境负担，其高效低碳处理成为行业绿色发展的关键需求。燃破灰和炉前灰因其具有高碳，高铁，粒度细等特点，可作为高炉喷吹燃料。为此，本文针对含铁除尘灰和燃破灰的燃烧机制进行研究，分析了不同类型含铁除尘灰和燃破灰的工业分析、发热量、灰熔点及燃烧特性，明确了适用于高炉喷吹的含铁除尘灰和燃破灰合理配比，并在此基础上探明含铁除尘灰和燃破灰制备的混合含铁除尘灰替代喷吹煤的含量。实验结果表明，由于重力灰，布袋灰的钾、钠、锌含量偏高，不利于高炉的顺行，而槽下灰因铁含量相较于炉前灰更低，所以提出了炉前灰和燃破灰混合喷吹的方法，获得了燃破灰为95%和炉前灰为5%混合喷吹时，混合含铁除尘灰的燃烧性能显著改善，并可替代5%的无烟煤以及此情况下烟煤配比不宜超过38%。
微合金化对Q355钢在大气环境下腐蚀行为的影响
迪林;吉伟;肖海林;宋欣;范增为;廉心桐;本研究对Q355钢在实际大气环境下的腐蚀行为进行了深入探讨。结果表明，微合金化显著降低钢材的腐蚀速率，并改善锈层的微观结构特征，从而有效增强锈层的稳定性及其对钢基体的防护效能。通过向钢中复合添加稀土元素(RE)、锑(Sb)以及铜(Cu)、铬(Cr)和磷(P)等元素，观察到钢基体表面腐蚀坑的尺寸、深度以及表面平均粗糙度值(Sa)均显著减小。稀土夹杂物在腐蚀过程中的溶解作用提升了锈层微区的pH值，促进了α-FeOOH的生成。在锈层中，Sb以Sb2O3形式存在，有效填补了锈层中的孔隙和裂纹，抑制了氯离子(Cl-)和硫离子(S2-)的渗透。RE与Sb的共同作用促进了锈层中致密相的形成，改善了锈层中的裂纹和孔隙结构，增强了锈层对基体的保护作用。此外，Cu、Cr、P元素的添加形成了CuO钝化膜和Cr2O3、Cr(OH)3，与α-FeOOH相共同构成了稳定且致密的锈层结构。协同效应有效抑制了锈层中裂纹的形成，极大程度地阻断了腐蚀介质的扩散路径。因此，微合金元素的添加促进了锈层中不稳定的γ-FeOOH向稳定的α-FeOOH相的转变，提高了锈层中α-FeOOH相的比例，进而提升了锈层的保护性指标(α/γ*)，有效降低了腐蚀速率。
先进高强度汽车用钢板研究进展与技术应用现状
吝章国;综述了第一、二、三代先进高强度汽车用钢的理论研究与生产现状,并具体介绍了辊压成形、液压成形、热成形、百足成形和链模成形等几种先进高强钢应用技术的最新进展。先进高强度用钢成分与性能体系趋于完备,强塑积从10GPa·%到60GPa·%钢种的研发与应用极大地满足了汽车轻量化选材与用材的需求,可以预见兼具高强度与高塑性的第三代先进高强度汽车板是未来发展的方向,将得到越来越广泛地应用。先进高强度用钢仍有很多与生产相关的技术需要突破,应用技术的开发也需要加大力度。
我国氢冶金发展现状及未来趋势
唐珏;储满生;李峰;周渝生;王佳鑫;李胜康;柳政根;高炉富氢冶炼和富氢气基竖炉是我国氢冶金发展的两大主要方向。高炉富氢冶炼以喷吹焦炉煤气最为典型,与未喷吹焦炉煤气相比,喷吹50 m3/t HM焦炉煤气,炉料还原速度加快,焦比降低14.43%,碳排放减少8.61%。年产1万t DRI煤制气-气基竖炉直接还原中试基地正在建设,该流程吨钢总能耗为263.67 kgce,吨钢CO2排放量为829.89 kg,优于传统高炉-转炉流程。综合考虑目前制氢和储氢装备与技术尚待完善、氢气还原吸热降低炉温、氢气比重低、制氢成本高等,我国原燃料条件下更适宜发展富氢气基竖炉,大规模产业化经济制氢与储氢将推动全氢竖炉的进一步发展。
控轧控冷技术的发展和应用
於亮;刘军会;宋惠改;介绍了控轧控冷工艺的发展历史、工艺原理以及控轧控冷工艺和常规轧制在改善钢材显微组织、晶粒尺寸方面的对比情况,说明了采用控轧控冷技术是生产高性能钢材的必然趋势。
新能源汽车及其轻量化技术发展现状与趋势
熊自柳;齐建军;刘宏强;孙力;梁爱国;综述了新能源汽车产生的政策背景、发展现状与趋势、整车性能和选材要求、轻量化材料及应用技术现状。指出,伴随着碳排放政策逐步严苛,新能源汽车在动力方式和用户需求方面发生较大变化,汽车行业对车身轻量化、车身安全性能、续航里程方面提出了更高的要求,是未来汽车的发展主流方向。将由国家政策驱动逐步转向用户和市场联合驱动的技术发展模式。同时提出以超高强钢为主的多材料混合轻量化是未来轻量化选材的发展方向,需要解决的重点问题除了超高强度材料本身存在的技术问题及相关应用技术外,应该对多材料混合设计、制造技术等进行系统研究,寻求最佳解决方案。
我国氢冶金发展现状及未来趋势
唐珏;储满生;李峰;周渝生;王佳鑫;李胜康;柳政根;高炉富氢冶炼和富氢气基竖炉是我国氢冶金发展的两大主要方向。高炉富氢冶炼以喷吹焦炉煤气最为典型,与未喷吹焦炉煤气相比,喷吹50 m3/t HM焦炉煤气,炉料还原速度加快,焦比降低14.43%,碳排放减少8.61%。年产1万t DRI煤制气-气基竖炉直接还原中试基地正在建设,该流程吨钢总能耗为263.67 kgce,吨钢CO2排放量为829.89 kg,优于传统高炉-转炉流程。综合考虑目前制氢和储氢装备与技术尚待完善、氢气还原吸热降低炉温、氢气比重低、制氢成本高等,我国原燃料条件下更适宜发展富氢气基竖炉,大规模产业化经济制氢与储氢将推动全氢竖炉的进一步发展。
控轧控冷技术的发展和应用
於亮;刘军会;宋惠改;介绍了控轧控冷工艺的发展历史、工艺原理以及控轧控冷工艺和常规轧制在改善钢材显微组织、晶粒尺寸方面的对比情况,说明了采用控轧控冷技术是生产高性能钢材的必然趋势。
磁性材料的研究进展及其发展方向
丁占来,岑玮,于旭光介绍了软磁材料、硬磁材料、磁力学材料、磁电子材料四种磁性材料的近期研究进展、每种材料的主要性能以及调控这些性能的主要方法,分析了纳米永磁材料、非晶体磁纤维、铁磁形状记忆合金、巨磁阻材料等的现状及其发展方向。
期刊信息
期刊名称：《河北冶金》
创办日期：1979年
主管部门：河北省金属学会
主办单位：河北省金属学会
河钢集团有限公司
协办单位：中国金属学会冶金流程工程学分会
河钢材料技术研究院
河北省冶金研究院
刊期：月刊
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国内统一刊号：CN13-1172
国际标准刊号：ISSN1006-5008
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