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5月20日，中國五礦中冶集團在2017中國城市鋼制綜合管廊新技術應用論壇上發(fā)布由中冶自主研發(fā)和設計的鋼制波紋管廊技術，并在河北省衡水市武邑縣建成中冶裝配式綜合管廊50米示范段。 本次論壇首推的中冶自主研發(fā)和設計的鋼制波紋管廊，是基于國家經(jīng)濟新常態(tài)和供給側改革的背景下，契合國家“三去一降一補”政策，推動化解和轉移鋼鐵產(chǎn)能的重要舉措，也是中冶自主科技創(chuàng)新的又一典范。鋼制管廊相較于目前市場上已有的混凝土預制綜合管廊和現(xiàn)澆綜合管廊，優(yōu)勢明顯。一是施工簡便、周期較短。裝配式鋼制波紋管綜合管廊相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土形式，總工期節(jié)省約30%-50%，大大縮短了施工周期。二是抗震能力強，經(jīng)久耐用。裝配式鋼制綜合管廊結構采用波紋鋼板（管），在變形協(xié)調(diào)方面，具有良好的橫縱向位移補償功能，整體鋼制管廊結構與土體共同作用，通過局部有益變形，最終形成環(huán)壓狀態(tài)。理論測定，主體結構可達120年的使用年限。三是質(zhì)量穩(wěn)固可靠。鋼制波紋管綜合管廊構件多為工廠化生產(chǎn)線形成的標準件，其在成型、焊接、防腐、運輸、裝配等各環(huán)節(jié)，較之混凝土構件均具有材質(zhì)均勻、穩(wěn)固性強、運輸裝配便捷等特點。四是成本優(yōu)勢明顯。鋼制波紋管綜合管廊在總投資上與傳統(tǒng)混凝土結構相比，成本降幅達可達到10%以上，基本預期每公里造價可節(jié)省投資近千萬元，對于具體城市具體項目的投資，其成本降幅不可小視。五是社會環(huán)境友好。鋼制波紋管綜合管廊具有幾乎無揚塵、無噪音、無進場主材和周轉材料、裝配速度快等明顯優(yōu)勢，可大為降低對市容市貌和居民生活的不利影響，有利于構筑友好型社會環(huán)境。六是促進相關產(chǎn)業(yè)鏈條，擴大社會就業(yè)面。鋼制波紋管綜合管廊的制作有賴于在傳統(tǒng)鋼結構加工基礎上通過引進和升級技術與裝備實施，更新領域內(nèi)的裝配式生產(chǎn)線建設，對于屬地企業(yè)轉型升級、擴大社會就業(yè)面、提升屬地產(chǎn)業(yè)工人技術與技能，富有積極意義。 當下，我國正處在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展新時期，地上空間發(fā)展飽和，地下基礎設施薄弱，“馬路拉鏈”、“空中蜘蛛網(wǎng)”等影響城市發(fā)展的“城市病”日益顯著，因此合理布局城市地下空間資源勢在必行。推進城市地下綜合管廊建設，統(tǒng)籌各類市政管線規(guī)劃、建設和管理，可以解決反復開挖路面、架空線網(wǎng)密集、管線事故頻發(fā)等問題，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景觀、促進城市集約高效和轉型發(fā)展，提高城市綜合承載能力和城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量，增加公共產(chǎn)品有效投資、拉動社會資本投入、打造經(jīng)濟發(fā)展新動力。

在高爐冶煉過程中，焦炭的骨架作用非常重要，其核心指標是抗碎強度、耐磨強度、反應性和反應后強度，其中最重要的是反應性和反應后強度。只有降低焦炭的反應性，提高焦炭的反應后強度，才能夠保證高爐順行和各項指標的優(yōu)化，從而使焦比降低、產(chǎn)量增加、鐵成本降低，這對煉鐵生產(chǎn)具有重要意義。 影響焦炭質(zhì)量的因素 煉焦煤料的煤化度。大量的科學及生產(chǎn)實驗結果表明，中等變質(zhì)程度的煤（焦煤、肥煤）煉出的焦炭氣孔率低，與CO2反應后氣孔率的增值較小，即反應性降低。但是單獨煉焦時，不僅不能充分利用煉焦煤資源，而且容易出現(xiàn)推焦困難，損壞爐體。 煉焦煤料的惰性組分含量。按煤巖學理論，結焦過程中并非煤?；ト鄢删坏慕箟K，而是活性物和惰性物之間進行界面反應。 因此，焦炭的強度既決定于活性物的組型和各種組型的含量，又決定于惰性物相對含量。適宜的惰性物含量可以獲得氣孔率低的焦炭，而且焦炭與CO2的反應速率也低。因此，應使煉焦煤料的惰性物含量達到適宜值，以獲得反應性低、反應后強度高的優(yōu)質(zhì)焦炭。 煤料的預處理。煤料的堆密度及均勻性增加、預熱后裝煤（200℃）等均能使焦炭的氣孔率降低（實驗已證明能降低焦炭的氣孔率3%左右），使焦炭的比表面積減少，進而降低焦炭的反應性。 煉焦條件。提高煉焦速度與延長燜爐時間，也能降低焦炭的氣孔率，從而改善焦炭的反應后強度。 改進焦炭質(zhì)量的措施 為了不斷改善焦炭的質(zhì)量，在條件允許的情況下，研究者對焦炭的抗碎強度與反應后強度、熱反應性的相關性進行了分析和試驗。 單種煤結焦性能試驗。到目前為止，對煤的研究還沒有一種成型的理論，而且，由于不同礦點的同一煤種質(zhì)量差異較大，只能通過科學試驗，不斷摸索、不斷完善。為此，研究者對不同礦點的洗精煤分別進行小焦爐試驗，對所得焦炭進行質(zhì)量分析，尋找單種煤的結焦特性以及焦炭抗碎強度、反應后強度、熱反應性的對應關系，從而為優(yōu)化配煤比提供依據(jù)。試驗顯示，焦炭的抗碎強度與反應后強度、熱反應性雖不存在一一對應的關系，但在大趨勢上基本統(tǒng)一，特別是強黏結性煤存在著較明顯的對應關系。 提高煉焦速度的研究。我國焦爐加熱的管理方法通常用標準溫度法，日本采用火落管理法。由于火落后的焦餅仍照常進行加熱，在經(jīng)過一段不低于技術要求的燜爐時間才可以推焦，使焦餅在結焦后期的熱分解與熱縮聚程度提高，焦炭的揮發(fā)分降低，碳結構中氫含量減少，焦質(zhì)更加致密，從而能夠提高焦炭的耐磨強度和反應后強度，降低焦炭的反應性。這與我國傳統(tǒng)的提高煉焦速度、延長燜爐時間，使焦炭的氣孔率降低，從而提高焦炭的耐磨強度和反應后強度的觀點基本一致。為此，研究者進行了半個月的試驗。試驗表明，提高加熱速度，延長燜爐時間，對改善焦炭質(zhì)量有一定的好處。 焦炭鈍化技術的研究。研究者采用硼酸作為鈍化劑，在熄焦池內(nèi)配入硼酸，用不同濃度的硼酸溶液熄焦，在配煤比不變的情況下，焦炭的熱反應性降低5%左右，反應后強度提高5%左右，但是焦炭的成本上升15元/噸以上。對于焦化廠來說，成本壓力增大。因此，焦炭鈍化以及鈍化劑的選擇還有待進一步研究。

▲H（氫） H是一般鋼中最有害的元素，鋼中溶有氫會引起鋼的氫脆、白點等缺陷。氫與氧、氮一樣，在固態(tài)鋼中溶解度極小，在高溫時溶入鋼液，冷卻時來不及逸出而積聚在組織中形成高壓細微氣孔，使鋼的塑性、韌度和疲勞強度急劇降低，嚴重時會造成裂紋、脆斷。“氫脆”主要出現(xiàn)在馬氏體鋼中，在鐵氧體鋼中不十分突出，一般與硬度和含碳量一起增加。 另一方面，H能提高鋼的磁導率，但也會使矯頑力和鐵損增加（加H后矯頑力可增大0.5～2倍）。 ▲B（硼） B在鋼中的主要作用是增加鋼的淬透性，從而節(jié)約其他較稀貴的金屬，與鎳、鉻、鉬等。為了這一目的，其含量一般規(guī)定在0.001%～0.005%范圍內(nèi)。它可以代替1.6%的鎳、0.3%的鉻或0.2%的鉬，以硼代鉬應注意，因鉬能防止或降低回火脆性，而硼卻略有促進回火脆性的傾向，所以不能用硼將鉬完全代替。 中碳碳素鋼中加硼，由于提高了淬透性，可使厚20mm以上的鋼材調(diào)質(zhì)后性能大為改善，因此，可用40B和40MnB鋼代替40Cr，可用20Mn2TiB鋼代替20CrMnTi滲碳鋼。但由于硼的作用隨鋼中碳的含量的增加而減弱，甚至消失，在選用含硼滲碳鋼時，必須考慮到零件滲碳后，滲碳層的淬透性將低于芯部的淬透性的這一特點。 彈簧鋼一般要求完全淬透，通常彈簧面積不大，采用含硼鋼有利。對高硅彈簧鋼硼的作用波動較大，不便采用。 硼和氮及氧有強的親和力，沸騰鋼中加入0.007%的硼，可以消除鋼的時效現(xiàn)象。 ▲C（碳） C是僅次于鐵的主要元素，它直接影響鋼材的強度、塑性、韌性和焊接性能等。 當鋼中含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低；但當含碳量在1.0%以上時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度反而下降。 隨著含碳量的增加，鋼材的焊接性能變差（含碳量大于0.3%的鋼材，可焊性顯著下降），冷脆性和時效敏感性增大，耐大氣銹蝕性下降。 ▲N（氮） N對鋼材性能的影響與碳、磷相似，隨著氮含量的增加，可使鋼材的強度顯著提高，塑性特別是韌性也顯著降低，可焊性變差，冷脆性加??；同時增加時效傾向及冷脆性和熱脆性，損壞鋼的焊接性能及冷彎性能。因此，應該盡量減小和限制鋼中的含氮量。一般規(guī)定氮含量應不高于0.018%。 氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的合金元素使用。有些牌號的不銹鋼，適當增加N的含量，可以減少Cr的使用量，可以有效降低成本。 ▲O（氧） O在鋼中是有害元素。它是在煉鋼過程中自然進入鋼中的，盡管在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進行脫氧，但不可能除盡。鋼水凝固期間，溶液中氧和碳反應會生成一氧化碳，可以造成氣泡。氧在鋼中主要以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夾雜形式存在，使鋼的強度、塑性降低。尤其是對疲勞強度、沖擊韌性等有嚴重影響。 氧會使硅鋼中鐵損增大，磁導率及磁感強度減弱，磁時效作用加劇。 ▲Mg（鎂） 鎂能使鋼中夾雜物數(shù)量減少、尺寸減小、分布均勻、形態(tài)改善等。微量鎂能改善軸承鋼的碳化物尺寸及分布，含鎂軸承鋼的碳化物顆粒細小均勻。當鎂含量為0.002%～0.003% ,其抗拉強度和屈服強度增加5%以上，塑性基本保持不變。 ▲Al（鋁） 鋁作為脫氧劑或合金化元素加入鋼中，鋁脫氧能力比硅、錳強得多。鋁在鋼中的主要作用是細化晶粒、固定鋼中的氮，從而顯著提高鋼的沖擊韌性，降低冷脆傾向和時效傾向性。如D級碳素結構鋼要求鋼中酸溶鋁含量不小于0.015%，深沖壓用冷軋薄鋼板08AL要求鋼中酸溶鋁含量為0.015%―0.065%。 鋁還可提高鋼的抗腐蝕性能，特別是與鉬、銅、硅、鉻等元素配合使用時，效果更好。 鉻鉬鋼和鉻鋼中含Al可增加其耐磨性。高碳工具鋼中Al的存在可使產(chǎn)生淬火脆性。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。 ▲Si（硅） Si是煉鋼過程中重要的還原劑和脫氧劑：對于碳鋼中的很多材質(zhì)來說，都含有0.5%以下的Si，這些Si一般是由于煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑而帶入的。 硅能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強度，其作用僅次于磷，較錳、鎳、鉻、鎢、鉬、釩等元素強。但含硅量超過3%時，將顯著降低鋼的塑性和韌性。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比（σs/σb），以及疲勞強度和疲勞比（σ-1/σb）等。這是硅或硅錳鋼可作為彈簧鋼種的緣故。 硅能降低鋼的密度、熱導率和電導率。能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。有減小晶體的各向異性傾向，使磁化容易，磁阻減小，可用來生產(chǎn)電工用鋼，所以硅鋼片的磁阻滯損耗較低。硅能提高鐵素體的導磁率，使鋼片在較弱磁場下有較高的磁感強度。但在強磁場下硅降低鋼的磁感強度。硅因有強的脫氧力，從而減少了鐵的磁時效作用。 含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。 硅能促使鑄鋼中的柱狀晶成長，降低塑性。硅鋼若加熱時冷卻較快，由于熱導率低，鋼的內(nèi)部和外部溫差較大，因而斷裂。 硅能降低鋼的焊接性能。因為與氧的結合能力硅比鐵強，在焊接時容易生成低熔點的硅酸鹽，增加熔渣和融化金屬的流動性，引起噴濺現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量。硅是良好的脫氧劑。用鋁脫氧時酌情加一定量的硅，能顯著提高率的脫氧性。硅在鋼中本來就有一定的殘存，這是由于煉鐵煉鋼時作為原料帶入的。在沸騰鋼中，硅限制在<0.07%，有意加入時，則在煉鋼時加入硅鐵合金。 ▲P（磷） P是由礦石帶入鋼中的，一般說磷也是有害元素。磷雖能使鋼材的強度、硬度增高，但引起塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時，它使鋼材顯著變脆，這種現(xiàn)象稱"冷脆"。冷脆使鋼材的冷加工及焊接性變壞，含磷愈高，冷脆性愈大，故鋼中對含磷量控制較嚴。高級優(yōu)質(zhì)鋼：P＜0.025%；優(yōu)質(zhì)鋼：P＜0.04%；普通鋼：P＜0.085%。 P的固溶強化及冷作硬化作用很好，與銅聯(lián)合使用，提高低合金高強度鋼的耐大氣腐蝕性能，但降低其冷沖壓性能，與硫、錳聯(lián)合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性。 磷可提高比電阻，且由于容易粗晶而可使矯頑力和渦流損失降低，于磁感而言，則在弱中磁場下磷含量高的鋼磁感會提高，含P硅鋼的熱加工也并不困難，但由于它會使硅鋼具冷脆性，含量≯0.15%（如冷軋電機用硅鋼含P=0.07～0.10%）。 磷是強化鐵素體作用最強的元素。（P對硅鋼再結晶溫度和晶粒長大的影響將超過同等硅含量作用的4～5倍。） ▲S（硫） 硫來源于煉鋼的礦石與燃料焦炭。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FeS)的形態(tài)存在于鋼中，F(xiàn)eS和Fe形成低熔點(985℃)化合物。而鋼材的熱加工溫度一般在1150～1200℃以上，所以當鋼材熱加工時，由于FeS化合物的過早熔化而導致工件開裂，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。高級優(yōu)質(zhì)鋼：S＜0.02%～0.03%；優(yōu)質(zhì)鋼：S＜0.03%～0.045%；普通鋼：S＜0.055%～0.7%以下。 由于其切屑發(fā)脆而可得到非常光澤的表面，所以可用于制要求負荷不大而具高表面光潔度的鋼制件（名為快削鋼），（如Cr14）有意加進少量的硫（=0.2～0.4%）。 某些高速鋼工具鋼進行硫化表面。 ▲K/Na（鉀/鈉） 鉀/鈉可作為變質(zhì)劑使白口鐵中碳化物團球化，使白口鐵（以及萊氏體鋼）)在保持原有硬度的條件下, 韌性提高二倍以上；使球墨鑄鐵的組織細化、蠕鐵的處理過程穩(wěn)定化；是強烈的促進奧氏體化的元素，例如，它可使奧氏體錳鋼的錳/碳比從10:1~13:1降至4:1~5:1。 ▲Ca（鈣） 鋼中加鈣能細化晶粒，部分脫硫，并改變非金屬夾雜物的成分、數(shù)量和形態(tài)。與鋼中加稀土的作用基本相似。 改善鋼的耐蝕性、耐磨性、耐高溫和低溫性能；提高了鋼的沖擊韌性、疲勞強度、塑性和焊接性能；增加了鋼的冷鐓性、防震性、硬度和接觸持久強度。 鑄鋼中加鈣使鋼水流動性大為提高；鑄件表面光潔度得到改善, 鑄件中組織的各向異性得以消除；其鑄造性能、抗熱裂性能、機械性能和切削加工性能均有不同程度的增加。 鋼中加鈣能改善抗氫致裂紋性能和抗層狀撕裂性能，可延長設備、工具的使用 壽命。鈣加入母合金中可用作脫氧劑和孕育劑，并起微合金化作用。 ▲Ti（鈦） 鈦和氮、氧、碳都有極強的親和力，與硫的親和力比鐵強，是一種良好的脫氧去氣劑和固定氮和碳的有效元素。鈦雖然是強碳化物形成元素，但不和其他元素聯(lián)合形成復合化合物。碳化鈦結合力強，穩(wěn)定，不易分解，在鋼中只有加熱到1000℃以上才能緩慢地溶入固溶體中。 在未溶入之前，碳化鈦微粒有阻止晶粒長大的作用。由于鈦和碳之間的親和力遠大于鉻和碳之間的親和力，在不銹鋼中常用鈦來固定其中的碳以消除鉻在晶界處的貧化，從而消除或減輕鋼的晶間腐蝕。 鈦也是強鐵氧體形成元素之一，強烈的提高了鋼的A1和A3溫度。鈦在普通低合金鋼中能提高塑性和韌性。由于鈦固定了氮和硫并形成碳化鈦，提高了鋼的強度。經(jīng)正火使晶粒細化，析出形成碳化物可使鋼的塑性和沖擊韌性得到顯著改善，含鈦的合金結構鋼，有良好的力學性能和工藝性能，主要缺點是淬透性稍差。 在高鉻不銹鋼中通常需加入約5倍碳含量的鈦，不但能提高鋼的抗蝕性（主要是抗晶間腐蝕）和韌性；還能組織鋼在高溫時的晶粒長大傾向和改善鋼的焊接性能。 ▲V（釩） 釩和碳、氨、氧有極強的親和力，與之形成相應的穩(wěn)定化合物。釩在鋼中主要以碳化物的形式存在。其主要作用是細化鋼的組織和晶粒，降低鋼的強度和韌性。當在高溫溶入固溶體時，增加淬透性；反之，如以碳化物形式存在時，降低淬透性。釩增加淬火鋼的回火穩(wěn)定性，并產(chǎn)生二次硬化效應。鋼中的含釩量，除高速工具鋼外，一般均不大于0.5%。 釩在普通低碳合金鋼中能細化晶粒，提高正火后的強度和屈服比及低溫特性，改善鋼的焊接性能。 釩在合金結構鋼中由于在一般熱處理條件下會降低淬透性，故在結構鋼中常和錳、鉻、鉬以及鎢等元素聯(lián)合使用。釩在調(diào)質(zhì)鋼中主要是提高鋼的強度和屈服比，細化晶粒，撿的過熱敏感性。在滲碳鋼中因能細化晶粒，可使鋼在滲碳后直接淬火，不需二次淬火。 釩在彈簧鋼和軸承鋼中能提高強度和屈服比，特別是提高比例極限和彈性極限，降低熱處理時脫碳敏感性，從而提高了表面質(zhì)量。五鉻含釩的軸承鋼，碳化彌散度高，使用性能良好。 釩在工具鋼中細化晶粒，降低過熱敏感性，增加回火穩(wěn)定性和耐磨性，從而延長了工具的使用壽命。 ▲Cr（鉻） 鉻能增加鋼的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳鋼的硬度和耐磨性而不使鋼變脆。含量超過12%時，使鋼有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性腐蝕的作用，還增加鋼的熱強性。鉻為不銹鋼耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素。 鉻能提高碳素鋼軋制狀態(tài)的強度和硬度，降低伸長率和斷面收縮率。當鉻含量超過15%時，強度和硬度將下降，伸長率和斷面收縮率則相應地有所提高。含鉻鋼的零件經(jīng)研磨容易獲得較高的表面加工質(zhì)量。 鉻在調(diào)質(zhì)結構中的主要作用是提高淬透性，使鋼經(jīng)淬火回火后具有較好的綜合力學性能，在滲碳鋼中還可以形成含鉻的碳化物，從而提高材料表面的耐磨性。 含鉻的彈簧鋼在熱處理時不易脫碳。鉻能提高工具鋼的耐磨性、硬度和紅硬性，有良好的回火穩(wěn)定性。在電熱合金中，鉻能提高合金的抗氧化性、電阻和強度。 ▲Mn（錳） Mn能提高鋼材強度：由于Mn價格相對便宜，且能與Fe無限固溶，在提高鋼材強度的同時，對塑性的影響相對較小。因此，錳被廣泛用于鋼中的強化元素。可以說，基本上所有碳鋼中，都含有Mn。我們常見的沖壓軟鋼，雙相鋼(DP鋼)，相變誘導塑性鋼(TR鋼)，馬氏體鋼(MS鋼)，都含有錳元素。一般，軟鋼中的Mn含量不會超過0.5%；高強鋼中的Mn含量會隨著強度級別的升高而升高，例如馬氏體鋼，錳含量可高達3%。 Mn提高鋼的淬透性，改善鋼的熱加工性能：比較典型的例子是40Mn和40號鋼。 Mn能消除S（硫）的影響：Mn在鋼鐵冶煉中可與S形成高熔點的MnS，進而消弱和消除S的不良影響。 但是，Mn的含量也是一把雙刃劍。Mn含量并不是越高越好。錳含量的增高，會降低鋼的塑性以及焊接性能。 ▲Co（鈷） 鈷多用于特殊的鋼和合金中，含鈷的高速鋼有高的高溫硬度，與鉬同時加入馬氏體時效鋼中可以獲得超高硬度和良好綜合力學性能。此外，鈷在熱強鋼和磁性材料中也是重要的合金元素。 鈷降低鋼的淬透性，因此，單獨加入碳素鋼中會降低調(diào)質(zhì)后的綜合力學性能。鈷能強化鐵素體，加入碳素鋼中，在退火或正火狀態(tài)下能提高鋼的硬度、屈服點和抗拉強度，對伸長率和斷面收縮率有不利的影響，沖擊韌性也隨著鈷含量的增加而降低。由于鈷具有抗氧化性能，在耐熱鋼和耐熱合金中得到應用。鈷基合金燃氣渦輪中更顯示了它特有的作用。 ▲Ni（鎳） 鎳的有益作用是：高的強度、高的韌性和良好的淬透性、高電阻、高的耐腐蝕性。 一方面既強烈提高鋼的強度，另方面又始終使鐵的韌性保持極高的水平。其變脆溫度則極低。（當鎳＜0.3%時，其變脆溫度即達‐100℃以下，當Ni量增高時，約4～5%，其變脆溫度競可降至‐180℃。所以能同時提高淬火結構鋼的強度和塑性。含Ni=3.5%，無Cr鋼可空淬，含Ni=8%的Cr鋼在很小冷速下也可轉變?yōu)镸體。 Ni的晶格常數(shù)與γ‐鐵相近，所以可成連續(xù)固溶體。這就有利于提高鋼的淬硬性，Ni可降低臨界點并增加奧氏體的穩(wěn)定性，所以其淬火溫度可降低，淬透性好。一般大斷面的厚重件都用加Ni鋼。當它同Cr、W或Cr、Mo結合的時候，淬透性尤可增高。鎳鉬鋼還具有很高的疲勞極限。（Ni鋼有良好的耐熱疲勞性，工作在冷熱反復。σ、αk高） 在不銹鋼中用Ni，是為了使鋼具有均勻的A體組織，以改善耐蝕性。有Ni鋼一般不易過熱，所以它可阻止高溫時晶粒的增長，仍可保持細晶粒組織。 ▲Cu（銅） 銅在鋼中的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時，加入銅還能提高鋼的強度和屈服比，而對焊接性能沒有不利的影響。含銅0.20%～0.50%的鋼軌鋼（U-Cu），除耐磨外其耐腐蝕壽命為一般碳素鋼軌的2-5倍。 銅含量超過0.75%時，經(jīng)固溶處理和時效后，可產(chǎn)生時效強化作用。含量低時，其作用與鎳相似，但較弱。含量較高時，對熱變形加工不利，在熱變形加工時導致銅脆現(xiàn)象。2%～3%銅在奧氏體不銹鋼中可以對硫酸、磷酸及鹽酸等抗腐蝕性能及對應力腐蝕的穩(wěn)定性。

近日，河鋼唐鋼與世界著名焊絲生產(chǎn)商、日本某跨國公司共同研發(fā)的41噸低硫焊絲新牌號ER70S-MT，在河鋼唐鋼長材部高線產(chǎn)線成功下線，產(chǎn)品性能指標及表面質(zhì)量完全滿足用戶定制要求。 今年以來，圍繞“市場”與“用戶”主題，河鋼唐鋼長材部進一步完善服務體系，強化“先期介入”模式，將關注點從客戶使用端前移到客戶研發(fā)端，及時響應用戶需求，以定制化服務與攜手研發(fā)，努力構建供需新格局。在與該高端終端直供用戶的持續(xù)合作中，該部贏得用戶信賴，在前期配合的基礎上，達成攜手研發(fā)的深度合作意向。ER70S-MT低硫氣保焊絲對成品碳、硫含量要求較低，控制難度加大，長材部與技術中心技術人員深入用戶，就用戶使用要求進行深度溝通，共同設計新的工藝路線。生產(chǎn)中，嚴格控制每一個工藝控制點、精準操作，達到成分控制、性能保障100%符合定制要求。

完善精煉裝置中的精煉工藝，采用保證鋼軌中氧含量降低的脫氧新制度，依據(jù)氧含量確定鋼中非金屬夾雜的特性和數(shù)量。當氧含量降低到25ppm時，基本以脆性斷裂氧化夾雜為主;而當氧含量大于40ppm時，則以塑性硅酸鹽為主要形態(tài)。 目前，俄羅斯冶金行業(yè)具有足夠強大的技術裝備，能夠有效地改進鋼軌的冶金質(zhì)量。由于實施一系列措施，包括研究熔煉工藝、采用綜合脫氧方法、利用鋼軌變形處理以及精煉和真空處理裝置，有可能將鋼軌中的氧含量降至20ppm，并同時降低非金屬夾雜的夾雜度。 新庫茲涅茨克鋼鐵公司利用電爐生產(chǎn)鐵路用鋼軌。一臺型號為ДСП--100H10（凸窗出鋼、95MVA變壓器、BSE公司的供氧系統(tǒng)）;另一臺型號為ДСП—100И7（虹吸出鋼、80MVA變壓器、彎形門式氧氣風嘴）。這兩臺電爐利用25%～40%液態(tài)鐵水進行熔煉，在上爐留下的15～30t爐渣和金屬內(nèi)，加入金屬廢鋼裝料。為了加快爐中金屬料和碳氧化物的熔煉過程，利用有效的氧氣噴嘴，BSE公司的噴嘴或者門式氧氣風嘴Fuchs和彎形風嘴。鼓入氧氣的一般消耗量達到1萬m3/h。 鐵水在裝入廢金屬前直接注入，當達到目標溫度，且碳含量大于0.7%時，在電爐啟動的情況下，將非脫氧金屬排放到無渣罐。在往罐中排放的過程中添加造渣劑。造渣劑由石灰和螢石，以及通過計算錳在成品鋼中最低含量的硅錳合金組成。在排放的過程中，通過底部多孔風嘴對罐中的鋼水吹入氮氣，壓力為0.7Mpa，消耗量為20m3/h。排完以后，進入精煉裝置，繼續(xù)對鋼水進行處理，以達到要求的化學成分及澆注溫度。 為降低鋼水中碳含量，在精煉裝置中開發(fā)了精煉新工藝。當帶有金屬的罐進入精煉爐后，通過底部多孔風嘴以20m3/h的消耗量進行提前3min吹氬，進行溫度測量、提取金屬和鋼渣試樣，繼續(xù)利用夾送器按125g/t Ca的計算量添加硅鈣合金絲。通過添加ФС75渣、0.4～0.7kg/t焦炭粉和石灰，造Fe0含量小于0.5%和堿度2.5～3.0的液態(tài)渣。 當?shù)玫焦拗薪饘僭嚇拥幕瘜W分析結果后，再加入鐵合金及其他合金。第二次按125g/t Ca加入硅鈣合金絲，進行最終脫氧，但不早于精煉結束前5min。利用Heraeus Electr0-Nite公司的Hydris儀器，在完成階段確定溫度和氧含量。經(jīng)過爐外精煉，鋼水在尺寸為300mm×300mm的結晶器，四流連鑄機上進行澆鑄。 由于在精煉裝置中完善精煉工藝，并采用脫氧新制度，新庫茲涅茨克鋼鐵公司鋼軌鋼中平均氧含量達到27.8ppm。這種情況下，氧化夾雜脆性鏈的平均長度為0.18mm。 為了確立依氧含量變化的鋼軌中非金屬夾雜數(shù)量和特性關系，進行了不同氧含量鋼的金相研究。在成品軌氧含量小于25ppm時，夾雜物基本上是鈣鋁酸鹽脆性斷裂線條（Ca0.Al203）。 在這種氧含量下，最大夾雜長度不超過10μm，鋼的鈣鋁酸鹽夾雜度水平評價平均不超過ГОСТ1778—70渣1級。盡管在脫氧工藝中去除了含鋁材料，在非金屬夾雜線條中仍存在Al203。顯然，鐵合金和罐中渣是鋁產(chǎn)生的源頭。 隨著氧含量升高到40ppm時，非金屬夾雜的特性和數(shù)量明顯地發(fā)生了變化。脆性斷裂氧化夾雜數(shù)量減少，而產(chǎn)生應變的硅酸鹽的比例增加。在硅酸鹽夾雜的里還存在鋁和鈣，在顯微切片上看到的硅酸鹽夾雜，其形式是長度為0.12～0.30mm黑灰色細的均勻分布線條。 在更高的氧含量下，非金屬夾雜基本上是長度為0.25～0.53mm的單一硅酸鹽。這些夾雜物的鋼夾雜度平均與ГОСТ1778—70渣2級相符。 由于與脆性斷裂氧化夾雜相比，微小塑性硅酸鹽對投入運行的鋼軌壽命影響很小。含有塑性硅酸鹽外殼的鋁氧化物是比較安全的夾雜種類。 除此而外，還可以確定不依氧含量為轉移，與內(nèi)源夾雜一樣，在鋼軌中遇見的還有少數(shù)長度達1.5mm外源特性的夾雜。一般來說，這樣的夾雜具有多相組成，且基本上是進入結晶器中的渣滴和耐火材料或造渣劑的微粒。 依據(jù)組成不同而變化的多相渣夾雜在軋制中表現(xiàn)出不一樣的變形。一些氧化物夾雜，形成帶有尖的或縱向裂開端的粗糙線條，其組成元素的順序為[Mn]>[Si]>[Al]>[Ca]>[S]，在軋制時會產(chǎn)生塑性變形。而另一些夾雜，氧化物為波浪形線條，其組成的元素順序為[Ca]>[Si]>[Mn]>[Al]>[Ti]>[Mg]>[K]>[S]，該夾雜在軋制時不會產(chǎn)生變形。 通常情況下，外源氧化夾雜具有偶然性，在鋼軌鋼中極少遇到。 研究表明，鋼中氧含量的降低，會使應變硅酸鹽夾雜數(shù)量的明顯減少，而脆性斷裂復雜氧化物比例增加。因此，這是一個不良的傾向。 俄羅斯鐵路運輸科研所開展的批量試驗結果表明，具有硅酸鹽高份額的К23批次鋼軌與Т17-22批次鋼軌相比，其使用壽命要長。而Т17-22鋼軌是利用真空煉鋼，硅酸鹽含量較低，而鈣鋁酸鹽含量較高。該結果證明，鋼軌使用壽命不僅取決于鋼中的氧含量，而且也取決于非金屬夾雜的類型。 為了保證鋼軌更優(yōu)良的使用特性，理論上最好使非金屬夾雜的夾雜度最小。但與此同時，在鋼中氧含量降低的同時，如何保證非金屬夾雜確定形式和組成的問題也逐漸顯現(xiàn)出來。

鈦合金具有高的比強度、優(yōu)異的抗疲勞性和耐蝕性等突出優(yōu)點而被廣泛應用于航空產(chǎn)品中,如飛機機架和航空發(fā)動機等,特別是對于高強度鋼以及鋁合金因質(zhì)量、強度、抗蝕性或高溫穩(wěn)定性等綜合性能不能滿足要求的部件。在很多情況下,都會涉及到航空鈦合金自身之間或與鋁、不銹鋼、鈦鎳合金等異種材料的連接問題。鈦及其合金會在750～1040℃溫度范圍內(nèi)發(fā)生同素異構轉變,由具有密排六方結構的α相轉變成具有體心立方結構的β相。當加熱溫度接近或者超過α相→β相的轉變溫度時,β相的晶粒尺寸會急劇變大,顯微組織顯著粗化,使材料性能下降。在這種溫度下對鈦合金進行焊接會使焊縫接頭的塑性大大降低。另外,在釬焊過程中,釬料會和母材發(fā)生擴散反應,在界面處生成脆性的金屬間化合物,致使焊縫存在較大的開裂傾向,使接頭性能惡化。為了避免對母材性能造成損傷并提高焊接接頭的性能,應該將鈦合金的釬焊溫度控制在β相轉變溫度以下,即在800℃以下進行中溫釬焊。 一、選擇合適的釬料。 適合鈦合金中溫釬焊的金屬基釬料主要有三大類:銀基、鋁基、鈦-鋯基釬料。其中,鋁基釬料的釬焊溫度較低,遠低于鈦合金α相→β相的轉變溫度,與鈦基體相互作用小,無明顯的溶蝕和擴散,而且價格便宜,加工性能優(yōu)良,低熔點、成本低廉,故具有較好的發(fā)展和應用前景。近年來,納米多層膜復合釬料引起重視。由于納米粒子相對于傳統(tǒng)的合金粉體或者塊體材料而言具有熔點低、活性高等特性,可以通過在釬料中加入納米級顆粒制成納米多層復合膜釬料來降低釬料熔點。據(jù)報道,通過交替濺射沉積銀-銅釬料層和碳擴散阻礙層,制備了銀-銅/碳納米多層膜復合釬料,與傳統(tǒng)的金屬基銀-銅釬料相比,熔點下降了約50℃,釬焊溫度下降了40～50℃;采用直流磁控濺射AlSi12納米涂層及AlN擴散阻礙層,制備AlN/AlSi納米多層膜釬料,當納米涂層厚度達到2～3nm 時,納米多層膜復合釬料的熔點比無納米涂層的釬料下降了約230℃。另據(jù)報道,鋁-鎳活性納米多層膜的釬料,其釬焊溫度與傳統(tǒng)釬料相比,降低了130℃左右。 二、改進釬焊技術。 采用物理氣相沉積技術可以在母材表面沉積金屬涂層作為釬焊反應層,在爐中進行釬焊時,反應層能與基體形成低熔點的共晶或亞共晶組織,有效降低釬焊溫度,減少高溫釬焊產(chǎn)生的脆性金屬間化合物,減少接頭裂紋和氣孔,提高接頭的致密性及力學性能。據(jù)報道,以銅作為陰極材料,在鈦表面通過離子濺射沉積一定厚度的銅涂層作為釬焊反應層,釬焊接頭的強度隨著銅涂層的擴散消失而逐漸增大。近年來的另一個研究動態(tài)是把多種釬焊技術結合起來,如超聲波感應釬焊連接,超聲輔助激光釬焊等。