刘威
- 作品数：24 被引量：72H指数：6
- 供职机构：北京科技大学冶金与生态工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：冶金工程金属学及工艺一般工业技术航空宇航科学技术更多>>
- 碲处理对20CrMnTi齿轮钢中MnS夹杂物改性效果被引量：18
- 2019年
- 为了研究碲处理对钢中MnS夹杂物形貌的影响,利用SEM-EDS扫描电镜,研究了20CrMnTi钢中添加高纯碲粉后MnS夹杂物的改性效果。试验结果表明,碲处理使钢中夹杂物的平均长宽比由3.17降至1.83,球化效果较为明显;当碲硫比控制在0.33时,不同硫含量的钢中夹杂物形貌有明显差异,硫质量分数为0.21%的钢中,形成了MnS镶嵌在碲化物中的大型夹杂,而在硫质量分数为0.11%的钢中,形成了碲化物包裹MnS的复合夹杂;当碲硫比为3.21时,发现钢中出现了单独存在的高碲相,MnS外层的碲化物层也较厚,改性率仅为8.75%,这表明高碲硫比并不能提高硫化物改性的数量。
- 白旭旭杨树峰刘威李京社梁雪
- 关键词：齿轮钢
- QD08钢中Ds类夹杂物形成原因及控制被引量：5
- 2021年
- QD08钢因其特殊的工作环境,要求具有较高的抗疲劳特性,而Ds类夹杂物是削弱QD08钢抗疲劳性能的主要原因。为了探究Ds类夹杂物的形成原因及调控方法,解决Ds类夹杂物超标问题,对该钢种炼钢-精炼-连铸全流程进行取样分析。分析结果表明,影响QD08钢疲劳性能的Ds类夹杂物主要成分为CaS-Al_(2)O_(3)-MgO-CaO,其尺寸在15~30μm范围内波动,主要在LF精炼钙处理操作后开始出现。QD08钢中Ds类夹杂物是以钙镁铝酸盐为核心骨架,外围包裹CaS而形成的。结合夹杂物的成分分布,确定了钢中钙含量高不利于QD08钢中Ds类夹杂物的控制,被改性后的夹杂物熔点低,与钢液润湿性强而难以穿过钢渣界面进入到渣中,且夹杂物在钢液中易聚合长大,造成夹杂物尺寸的增加,为Ds类夹杂物的形成提供了条件。提出在精炼环节采用高氧化钙溶解度精炼渣和微钙处理工艺优化方案,并进行了工业验证试验。通过微钙处理保证了必要的夹杂物改性,可防止水口结瘤,配合减小中间包液面的波动,控制合适的拉坯速度,可避免钢包下渣和卷渣现象的发生。控制更多的夹杂物成分分布在非液相区,抑制了夹杂物的碰撞长大,使得Ds类夹杂物等级降低。试验结果表明,QD08钢中影响其疲劳性能的Ds类夹杂物得到了控制,初检合格率由93.6%提高至98.0%,为企业带来了直接的经济利益。
- 宋朝琦刘威杨树峰李京社陈永峰左小坦
- 关键词：洁净度钙处理
- 镍基高温合金真空感应熔炼碳氧反应数值模拟被引量：2
- 2023年
- 为了探究镍基高温合金真空感应熔炼(VIM)过程中碳氧反应动力学规律,基于电磁场-流场-溶质场多物理场耦合技术,建立了考虑电磁搅拌和坩埚分解作用的真空感应熔炼脱氧动力学模型,研究了电流强度、压强以及精炼温度对镍基高温合金熔体脱氧反应的影响。结果表明,模拟得到的熔池氧含量随时间的变化规律与试验结果吻合较好;电磁搅拌加速了熔池中氧的传质速率,对熔池中氧的分布有显著影响;增大电流强度、降低压力或降低精炼温度均能有效促进熔池脱氧反应的进行。当电流强度从55A增加到75A时,熔池氧平均质量分数从0.001373%下降到0.001298%。当压强从1.5Pa降低到0.5Pa时,熔池氧平均质量分数从0.001960%下降到0.001338%。当精炼温度从1873K降低到1773K时,熔池氧平均质量分数从0.001855%下降到0.001339%。所得结果将为改进镍基高温合金的VIM精炼过程提供有效依据。
- 袁艺杨树峰刘威刘威高锦国张明
- 关键词：真空感应熔炼碳氧反应动力学
- 1500mm×230mm板坯结晶器液面波动与卷渣行为水力学模型试验和应用被引量：1
- 2022年
- 基于相似理论,以钢厂1500 mm×230 mm板坯结晶器为原型建立1∶2的结晶器水力学模型。结果表明,吹气量一定时,水口中心处到窄边的液面波动先增大后减小,吹气量大于0.8 L/min时,开始发生卷渣现象,并且结晶器内的气泡数量变多。浸入深度的增加使液面波动减弱,浸入深度在65~95 mm时对卷渣影响的效果不显著;拉速增加使流股的冲击深度增大,拉速大于1.1 m/min时有大渣滴被卷入;当结晶器的拉速为1.0~1.1 m/min,吹气量为0.6~0.8 L/min,浸入深度为75~85 mm时较合理。C45E钢生产实践表明,当拉速由0.9~1.2 m/min调整至1.0~1.1 m/min,浸入深度由130~190 mm改进为150~170 mm时,铸坯缺陷率由6%降至1.9%。
- 杨文轩王勇高锦国刘威杨树峰李京社
- 关键词：结晶器液面波动卷渣吹气
- 钢−渣界面非金属夹杂物运动行为研究进展被引量：6
- 2021年
- 钢中夹杂物的去除一直是洁净钢研究的热点,对于提高钢材质量、保障产品性能具有重要意义.钢液中夹杂物主要通过上浮至顶渣被吸收而去除,这个过程可细分为夹杂物在钢液中长大上浮、在钢-渣界面穿越分离、在熔渣中被吸附溶解3个步骤.钢-渣两相的物性差异及界面特性导致不符合条件的夹杂物无法穿过界面与钢液分离,这使得该步骤成为夹杂物去除的决定性环节,且由于钢-渣两相周围快速的物性过渡、并行的物理化学现象以及高温、不透明等特性影响,使该步骤研究难度增大.近年来,随着数值模拟技术和高温实验设备的进步,夹杂物穿越钢-渣界面行为的研究取得了一些进展.经典的受力分析模型能够对夹杂物界面行为进行半定量的预测,且对于渣系优化等具有一定的指导作用;计算流体动力学(CFD)模型在研究夹杂物界面现象方面具有优势,但研究尚处于初期,未来有望适用于更大的尺度范围、更多的行为场景和相态;水模型与数值模型相结合是一种有效的研究界面行为的方法,随着实验技术进步,可进一步对微观尺度的界面行为进行研究;高温共聚焦原位观察是研究界面行为最为直接的方法,对于探究夹杂物界面行为极有帮助,有望通过设备改进,更加完整、深入地揭示夹杂物去除的关键机理.
- 刘威杨树峰李京社
- 关键词：非金属夹杂物洁净钢夹杂物去除
- 80t转炉四孔氧枪数值模拟优化研究被引量：6
- 2014年
- 建立了氧枪射流和转炉熔池相互作用的三维两相流数值计算模型,分别模拟计算了国内某钢厂新旧氧枪的作用效果,对比分析了新旧氧枪的射流特性、对钢液冲击效果和钢液流场分布,最终发现新氧枪对钢液的作用效果优于旧氧枪。通过实践应用发现新氧枪的平均一倒终点(P)为0.029%,低于旧氧枪的0.037%,能够满足转炉出钢对磷含量的要求。
- 张同波李京社杨宏博刘威杨树峰
- 关键词：数值模拟
- 真空自耗熔炼钛合金的偏析缺陷及控制研究进展
- 2023年
- 钛合金的冶金质量决定了材料的力学性能和服役的稳定性。然而在目前普遍采用真空自耗电弧炉熔炼的钛合金中仍存在微观及宏观偏析缺陷,严重危害产品的使用安全。在总结前人研究与实践的基础上,综述了真空自耗熔炼钛合金中偏析缺陷的类型、危害和控制手段。重点利用熔池流动理论分析了偏析形成的原因,讨论了数值模拟对偏析的控制作用,总结了原料品质、熔炼工艺和熔炼设备层面的控制方法,以期为优化钛合金生产工艺、提高真空自耗熔炼产品品质提供参考。
- 李明宇杨树峰刘威刘威赵朋鄢宇灿
- 关键词：钛合金偏析熔池流动数值模拟
- RH中夹杂物运动行为的数值模拟研究
- 钢液中夹杂物的去除对提高钢材质量具有重要意义,夹杂物在钢液中聚集长大、上浮至钢渣界面以及穿越界面进入渣层受到很多因素的影响。为了检验钢渣界面作用对夹杂物去除的影响,本文以100t RH为研究对象,将PBM模型、夹杂物碰撞...
- 王明辉李京社杨树峰刘威高向宙王杨
- 关键词：数学模型数值模拟
- 文献传递
- 钙镁复合处理20CrMnTi钢中硫化物夹杂被引量：11
- 2017年
- 20CrMnTi钢中添加硫可以改善切削性能,但也会带来力学性能变差的问题,Ca-Mg复合处理可减轻硫化物夹杂物的危害。通过实验室高温试验、电镜观察、能谱分析及统计方法,研究了对20CrMnTi钢中加硫后形成的硫化物进行Ca-Mg复合处理以及钙处理的效果。试验结果表明,复合处理可以使加硫钢中长条、链状的Ⅱ类硫化物改性为球状单相或者包裹氧化物的复合夹杂物,处理后钢中夹杂物的平均长宽比、直径显著降低;复合处理时钙加入钢中形成的CaS与MnS固溶提高硫化物的球化率,镁主要形成MgO,使被包裹的氧化物核心更细小弥散,最终的夹杂物为MnS-CaS-MgO(-Al_2O_3-CaO);若镁过量,则硫化物中会出现MgS,若钙过量,氧化物中出现CaO;加入镁使钙处理所需钙加入量变小,复合处理的效果优于单独的钙处理。
- 刘威杨树峰李京社李吉康张硕
- 关键词：20CRMNTI钢钙处理硫化物
- 35MnVS非调质钢针状铁素体形核原位观察
- 2023年
- 非调质钢生产过程中由于省去了淬火、回火等热处理工序,符合倡导的高效节能钢的发展要求。然而,非调质钢产品仍会出现铁素体晶粒粗大等问题,导致组织和性能不均匀,严重影响其使用寿命。本研究利用高温激光共聚焦显微镜,采用样品表面熔化的方法,研究非调质钢中微观组织的演变过程及铁素体形核规律,以及铁素体异质形核的特点。结果表明:非调质试样钢凝固过程相的转变阶段主要分为:1480℃时液相开始向奥氏体转变,1420℃到1400℃为TiN-MnS夹杂物的形核析出温度区间,780℃为α-Fe相的开始形核温度;原位观察实验中,当样品温度下降到1420℃左右时,钢中开始析出尺寸细小的Al 2O 3-MgO夹杂物,而试样冷却至室温时,试验钢中的夹杂物主要成分为TiN-MnS;热力学计算结果表明,在785℃时奥氏体开始向铁素体发生转变,α-Fe含量不断增多,并在690℃时达到最大值,和原位观察实验结果基本一致。本研究对理解氧化物冶金过程,及进一步改进该工艺和应用效果,均具有重要意义。
- 郭皓樊晨康孙旭兵杨树峰刘威
- 关键词：非调质钢非金属夹杂物原位观察针状铁素体
