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低合金马氏体钢高温应力应变曲线和组织演变研究

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武汉科技大学学报 2025年

作者：陈正坤刘曼李彦龙徐光武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室

采用热模拟实验、扫描电镜、电子背散射衍射技术和透射电镜等手段，研究了终轧温度对低合金高强马氏体钢应力-应变曲线和组织演变的影响。结果表明，不同终轧温度试样组织主要由珠光体和贝氏体组成，且随终轧温度的降低，实验用钢平均... 详细信息

采用热模拟实验、扫描电镜、电子背散射衍射技术和透射电镜等手段，研究了终轧温度对低合金高强马氏体钢应力-应变曲线和组织演变的影响。结果表明，不同终轧温度试样组织主要由珠光体和贝氏体组成，且随终轧温度的降低，实验用钢平均泰勒因子增大。此外，引入ABC应力模型，定量计算了各变形温度下控制位错产生、动态回复和静态回复等参数随变形温度的变化规律，参数A和B随变形温度的降低而降低，而C随之增加，且参数A、B、C对变形温度的敏感性呈指数降低。另外，随终轧温度的降低，流动应力增大，史密斯因子下降，当终轧温度从820 ℃降低至780 ℃时，流动应力增加幅度最大。考虑变形过程中轧制设备的负荷能力，推荐采用820 ℃作为终轧温度。

关键词：终轧温度 ABC模型应力-应变曲线组织马氏体

FeCoRE磁交换常数第一性原理计算和居里温度提高机制研究

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原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 156-162页

作者：李志伟朱颖丽罗港涛陈平安李享成武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 武汉科技大学高温电磁材料与结构教育部重点实验室武汉430081

信息通讯和军事电子技术发展对磁性材料的高温磁性提出了越来越高的要求,研究高温环境下高效稳定工作的磁性材料具有重要意义.本文结合第一性原理和蒙特卡洛方法,研究了Fe、Co比例和稀土元素(Gd、Tb、Dy)掺杂对合金FeCo晶体结构、磁交... 详细信息

信息通讯和军事电子技术发展对磁性材料的高温磁性提出了越来越高的要求,研究高温环境下高效稳定工作的磁性材料具有重要意义.本文结合第一性原理和蒙特卡洛方法,研究了Fe、Co比例和稀土元素(Gd、Tb、Dy)掺杂对合金FeCo晶体结构、磁交换常数和高温磁性的影响.结果表明随着Co含量增加,合金晶体结构从体心立方向简单和面心立方转变,当Co含量为50%时,Fe-Co键长最短,最近邻磁交换常数从18.05 meV增加到30.03 meV,使FeCo的居里温度提高到1580 K,相比于Fe的居里温度增幅达到60%.将稀土元素掺入FeCo体系后,发现3.125%含量Er、Dy、Tb的掺杂对合金FeCo居里温度分别有60K、45K和20K的提高,电子构型重构导致强的稀土元素与Fe和Co之间的交换作用是居里温度提升的主要原因.

关键词：高温磁性第一性原理蒙特卡洛磁交换常数

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转炉钢渣资源化利用研究现状与应用展望

工程科学学报 2025年

作者：刘昕王仲亮包燕平北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室

钢渣是炼钢过程中的主要固体废弃物，产量大储量多且综合利用率仅30%，造成大量资源浪费和环境破坏。近年来钢渣的处理和资源化利用受到广泛关注，相关技术及工艺也取得了长足发展。钢渣理想的利用方式是回到炼钢流程中重复利用，但由... 详细信息

钢渣是炼钢过程中的主要固体废弃物，产量大储量多且综合利用率仅30%，造成大量资源浪费和环境破坏。近年来钢渣的处理和资源化利用受到广泛关注，相关技术及工艺也取得了长足发展。钢渣理想的利用方式是回到炼钢流程中重复利用，但由于该过程没有合适的磷元素流出途径，导致磷在整个生产流程中处于不断富集状态，难以实现钢渣的高效利用。本文针对转炉钢渣处理及利用现状进行了综述，分析了国内外钢渣利用率产生差距的限制性环节，系统总结了渣中磷分离与富集的研究进展，并简述了从炼钢渣中回收磷的经济性。在此基础上，提出钢渣热态循环全量利用技术，若将钢渣中磷分离后有效回收，尾渣可在冶金厂内重复利用，可实现钢渣的高附加值与高效利用。新的钢渣处理工艺及热态全量利用技术的应用，将推动冶金工业低碳绿色化发展。

关键词：钢渣资源化利用全量利用磷磷富集与分离

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异构无人系统协同控制研究进展

工程科学学报 2025年第1期47卷 66-78页

作者：郭兴李擎姚其家鲁小雅北京科技大学自动化学院北京100083 工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083

面对复杂化、多样化和立体化的任务需求,异构无人系统将空、地、海跨域优势互补,最大化提升系统各方面能力,为未来协同作战和智慧民生提供有力的技术保障.首先,梳理了国内外在跨域协同领域出台的推动性文件,介绍了异构无人系统在军用、... 详细信息

面对复杂化、多样化和立体化的任务需求,异构无人系统将空、地、海跨域优势互补,最大化提升系统各方面能力,为未来协同作战和智慧民生提供有力的技术保障.首先,梳理了国内外在跨域协同领域出台的推动性文件,介绍了异构无人系统在军用、科研院所和民用等三方面的实际应用.其次,针对异构无人系统关键技术之一的协同控制,分别阐述了异构无人系统协同控制在一致性、轨迹跟踪和编队‒合围等三方面的最新进展.此外,还特别讨论了在不同通信条件下协同控制所面临的挑战和解决方案.其中,由于一致性和轨迹跟踪存在上层控制理论性和下层控制可行性的区别,进一步从滑模控制、自适应控制、反步控制和自适应动态规划等四方面对轨迹跟踪研究展开阐述.然后,为了更好地促进异构无人系统协同控制在实际中的应用,通过总结前人相关工作,讨论了其在多约束控制与实时性、多任务切换控制和跨域通信下稳定性等三方面亟需解决的技术瓶颈.最后,综合异构无人系统协同控制研究现状和实际需求来看,指出了其在深度强化学习与分布式博弈、人机交互以及反群体智能等三方面的发展趋势.

关键词：异构无人系统协同控制跨域协同任务需求技术瓶颈

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矿山采空区边坡动态稳定性评价方法

工程科学学报 2025年第2期47卷 215-223页

作者：杜岩张洪达谢谟文蒋宇静张明贾北凝北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地青岛266590 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室淮南232001 北京综建科技有限公司北京100007

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研... 详细信息

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研究针对矿山采空区滑坡的成因机制,建立了一套适用于矿山边坡的动态稳定性评价方法.首先通过构建采空区沉降分析模型,计算采空区上方岩体的沉降范围及其产生的冲击作用力,分析沉降对坡体应力场的影响,并在此基础上对传统不平衡推力法进行修正.案例分析结果显示,传统方法未考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,导致稳定性系数计算偏大,为1.355.而改进方法通过考虑采空区沉降信息,计算得出锁固段稳定性系数为0.667,整体稳定性系数为0.979,与矿山采空区边坡实际破坏情况一致.当沉降位移比(SHDR)大于0.73时,采空区边坡稳定性会发生明显变异,因而会在相对安全的工况下发生失稳破坏.改进方法通过考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,可以更好地实现矿山边坡稳定性的评价,为矿区更好地应对类似地质灾害提供有效参考.

关键词：采空区边坡动态稳定性评价采空区沉降锁固段沉降位移比

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微合金化对Cu-Ti系合金铸态组织与性能的影响

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特种铸造及有色合金 2025年

作者：王虎娄花芬杨阔陈忠平张富强程翔中铝科学技术研究院有限公司北京科技大学新金属材料国家重点实验室

设计了4种Cu-Ti系合金，对其铸态组织和性能进行了表征分析，研究了微合金化元素La、Mg、B对Cu-Ti系合金铸态组织与性能的影响。结果表明，4种合金的铸态组织均由3种不同衬度的相构成，即黑色的初生Cu4Ti相、灰色的较高Ti含量的α-Cu基... 详细信息

设计了4种Cu-Ti系合金，对其铸态组织和性能进行了表征分析，研究了微合金化元素La、Mg、B对Cu-Ti系合金铸态组织与性能的影响。结果表明，4种合金的铸态组织均由3种不同衬度的相构成，即黑色的初生Cu4Ti相、灰色的较高Ti含量的α-Cu基体、白色的较低Ti含量的α-Cu相。La元素能够细化枝晶，提高合金硬度，同时可抑制铸态合金中白色α-Cu组织的形成，降低合金的电导率；添加Mg和B可提高合金的硬度，但会降低合金的电导率。

关键词：微合金化元素 Cu-Ti系合金铸态组织初生相

基于第一性原理和热力学计算的TiAl-Nb金属间化合物稳定性和相关系研究

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 151-162页

作者：汪文洋徐勇田彬甘信柱王志刚梁永锋林均品山东建筑大学材料科学与工程学院济南250101 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

采用基于广义梯度近似密度泛函理论的第一性原理计算和相图计算方法,研究了TiAl-Nb合金中γ、α_(2)、O_(2)和ωo相的热力学和力学性质以及相转变关系.研究表明,第一性原理计算得到的化合物相的参数是准确的,且分析结果与相图计算结果... 详细信息

采用基于广义梯度近似密度泛函理论的第一性原理计算和相图计算方法,研究了TiAl-Nb合金中γ、α_(2)、O_(2)和ωo相的热力学和力学性质以及相转变关系.研究表明,第一性原理计算得到的化合物相的参数是准确的,且分析结果与相图计算结果相一致.四个化合物相都是能够稳定存在的相.通过热力学和力学性质的分析,发现α_(2)相更容易转变为O_(2)相,并且在一定条件下可以通过相变反应生成ωo相.而γ相更容易转变为ωo相,但无法生成O_(2)相.

关键词： TiAl合金第一性原理相图声子谱及态密度热力学性质

岩石各向异性波速三维全方位表征方法与声发射定位优化

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工程科学学报 2025年第3期47卷 454-467页

作者：苗胜军余文轩梁明纯杨鹏锦李从豪刘泽京北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京 100083 北京科技大学资源与安全工程学院北京 100083

为了探究岩石波速各向异性特征及其对声发射定位精度的影响，开展了大理岩与粉砂岩单轴压缩试验. 单轴压缩过程中，大理岩几乎完全处于弹性阶段，平均波速保持基本不变，水平波速始终大于斜纵向波速，说明初始状态下纵向裂隙较少. 粉砂... 详细信息

为了探究岩石波速各向异性特征及其对声发射定位精度的影响，开展了大理岩与粉砂岩单轴压缩试验. 单轴压缩过程中，大理岩几乎完全处于弹性阶段，平均波速保持基本不变，水平波速始终大于斜纵向波速，说明初始状态下纵向裂隙较少. 粉砂岩在压密阶段，水平、斜纵向及平均波速均呈现增加趋势；在弹性阶段，水平波速及平均波速缓慢下降，说明该阶段岩石在纵向上已出现微小裂隙；在损伤阶段，水平、斜纵向与平均波速的快速减小表明裂隙已贯通. 根据岩石不同方向波速演化特征提出了基于罗德里格矩阵的岩石各向异性波速三维椭球体表征方法，通过统计椭球体长轴与真实裂纹分布方位角，大理岩和粉砂岩波速椭球体77%以上的长轴方位角与裂纹方位角分布一致，说明该方法可应用于裂纹扩展预测. 同时提出了结合各项异性波速演化特征的声发射定位方法，通过断铅试验确定该方法平均误差在大理岩中为1.89 mm，在粉砂岩中为2.76 mm. 粉砂岩的定位误差大于大理岩，主要因为粉砂岩孔隙率较大、波速变化不稳定性强以及波速的各向异性更为严重. 在两种岩石中本文方法相较于传统单纯形法和Geiger方法定位精度均提高了58%以上，验证了该定位方法的准确性.

关键词：罗德里格矩阵波速各向异性三维表征声发射定位

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碱焙烧改性钛精矿物料的超声强化浸出工艺

中国有色金属学报 2025年

作者：丁杰刘秉国安云飞陈旺昆明理工大学冶金与能源工程学院非常规冶金教育部重点实验室复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室

为了提高钛精矿中钛的浸出率，开展了碱焙烧改性钛精矿物料在超声条件下钛的浸出行为及浸出动力学的研究，探讨了碱焙烧对钛精矿性质的改变以及超声功率、硫酸浓度、浸出时间、液固质量比、浸出温度等参数对钛浸出行为的影响。结果表明... 详细信息

为了提高钛精矿中钛的浸出率，开展了碱焙烧改性钛精矿物料在超声条件下钛的浸出行为及浸出动力学的研究，探讨了碱焙烧对钛精矿性质的改变以及超声功率、硫酸浓度、浸出时间、液固质量比、浸出温度等参数对钛浸出行为的影响。结果表明，碱焙烧可以将钛精矿中的钛转化为更易于浸出的NaFeTiO4，在超声功率600 W、硫酸浓度80%、浸出时间120 min、液固质量比6：1、浸出温度85 ℃条件下，钛浸出率达到98.6%。动力学分析发现，钛的浸出过程符合未反应收缩核模型，受内扩散控制，浸出反应的表观活化能Ea为8.819 kJ/mol，反应速率常数K与温度的关系为K=0.05e8.819/RT。通过对超声条件下钛的浸出行为及浸出动力学的研究，为钛精矿强化浸出提供了新途径。

关键词：钛精矿超声强化浸出动力学