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构型熵对稀土锆酸盐陶瓷抗CaO-MgO-Al2O3-SiO2侵蚀性能的影响

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硅酸盐学报 2025年

作者：王晓波贺智勇杨潇王峰李江涛张启富钢铁研究总院有限公司中国钢研科技集团有限公司中国科学院理化技术研究所

随着航空涡轮发动性能的提高，涡轮进气温度不断攀升（＞1300 ℃），传统的YSZ热障涂层将不能满足使用要求，稀土锆酸盐陶瓷材料以其优异的特性，被认为是最有希望成为下一代热障涂层的候选材料。通过无压固相烧结工艺在1650 ℃保温10 ... 详细信息

随着航空涡轮发动性能的提高，涡轮进气温度不断攀升（＞1300 ℃），传统的YSZ热障涂层将不能满足使用要求，稀土锆酸盐陶瓷材料以其优异的特性，被认为是最有希望成为下一代热障涂层的候选材料。通过无压固相烧结工艺在1650 ℃保温10 h条件下制备了Y2Zr2O7、(Y0.5Gd0.5)2Zr2O7、(Y0.33Gd0.33Er0.33)2Zr2O7、(Y0.25Gd0.25Er0.25Yb0.25)2Zr2O7、(Y0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2Lu0.2)2Zr2O75种稀土锆酸盐陶瓷，旨在研究构型熵对稀土锆酸盐陶瓷抗CaO-MgO-Al2O3-SiO2（CMAS）侵蚀性能的影响。研究结果表明：(Y0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2Lu0.2)2Zr2O7抗CMAS侵蚀性能最好，1300 ℃保温5 h侵蚀条件下，侵蚀深度仅为22 μm。利用5种稀土锆酸盐陶瓷的组分离子半径和光学碱度对其抗CMAS侵蚀性能进行了综合分析，结果显示：离子半径和光学碱度对稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀性能均有一定影响。将5种稀土锆酸盐陶瓷粉体与CMAS混合烧结，利用XRD、SEM、EDS对反应产物进行了表征，稀土锆酸盐陶瓷与CMAS主要反应产物为近球形的RE-ZrO2和针柱状晶体RE-apatite （RE: Y， Gd， Er， Yb， Lu），其中RE-apatite有利于减缓CMAS的侵蚀程度，提高稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀性能。此外，对稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀机理进行了分析，当稀土锆酸盐陶瓷与CMAS反应时，通过“溶解–再沉淀”机制结晶生成RE-ZrO2和RE-apatite形成致密层，阻止CMAS进一步侵蚀的作用。

关键词：稀土锆酸盐陶瓷构型熵高熵陶瓷热障涂层

一种改进型拉普拉斯核的GRNN模型在重轨性能预测中的应用

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铁道科学与工程学报 2025年

作者：刘鑫李彬周王军生姜圆博贾宏斌赵阳鞍钢集团北京研究院有限公司鞍钢集团钢铁研究院

随着重载铁路运输需求的迅速增长，对重轨钢的性能要求日益严格，U75V重轨的性能稳定性对于保障铁路运输的安全性和可靠性至关重要。目前由于重轨生产数据的非正态分布特性以及复杂的非线性关系，传统预测模型难以实时准确地预测重轨横... 详细信息

随着重载铁路运输需求的迅速增长，对重轨钢的性能要求日益严格，U75V重轨的性能稳定性对于保障铁路运输的安全性和可靠性至关重要。目前由于重轨生产数据的非正态分布特性以及复杂的非线性关系，传统预测模型难以实时准确地预测重轨横断面硬度、踏面硬度和抗拉强度等关键性能指标。为解决这一问题，本文提出了一种改进型拉普拉斯核。该核通过引入调整因子α优化了传统设计，并用于替代传统高斯核，以构建新的广义回归神经网络（GRNN）模型，从而提高模型在非正态分布数据下的预测精度。首先，基于粒子群优化算法（PSO），对改进型拉普拉斯核的平滑因子σ和调整因子α进行了优化，使模型更好地适应重轨生产参数中的辊道运输速度、风机1压力、风机2压力、入口温度、出口温度等数据分布特性，建立了基于改进型拉普拉斯核的新GRNN重轨性能预测模型。然后，通过对模型进行测试，并与传统GRNN模型进行对比分析。研究结果表明，新GRNN模型在重轨横断面硬度预测中，在20个横断面硬度指标中有15个指标的均方根误差（Erms）显著降低了18.9%至60.3%。同时，将这20个硬度指标整体求平均得到综合硬度，其Erms降低了30.9%。此外，在踏面硬度和抗拉强度等关键性能指标上，Erms分别降低了32.5%和15%，有效改善了传统模型在非正态分布数据下预测精度下降的问题。研究成果为重轨生产工艺的智能化控制提供了技术支持，有助于实时准确地预测重轨的关键性能指标，提升产品质量和生产效率，具有重要的实际应用价值。

关键词： U75V重轨综合硬度踏面硬度抗拉强度改进型拉普拉斯核广义回归神经网络

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用具有焦炭填充床的熔融还原工艺生产铁合金

铁合金 1993年第3期24卷 47-52,20页

作者： H.ITAYA S.TAGUCHI K.IGAWA T.NOZAKI 索淑芬日本千叶kawasaki钢公司钢铁研究室

一个具有焦炭填充床的新熔融还原工艺,已发展成为用低品位焦炭和粉矿生产铁合金或生铁。这个工艺的特征是:(1)一个焦炭填充床竖炉;(2)两段式风口;(3)直接使用不烧结粉矿;(4)通过上部风口输送和喷射重力粉料;(5)流态化预还原炉对副产品... 详细信息

一个具有焦炭填充床的新熔融还原工艺,已发展成为用低品位焦炭和粉矿生产铁合金或生铁。这个工艺的特征是:(1)一个焦炭填充床竖炉;(2)两段式风口;(3)直接使用不烧结粉矿;(4)通过上部风口输送和喷射重力粉料;(5)流态化预还原炉对副产品废气充分利用。熔融还原的小型试验。

关键词：铁合金焦炭填充床熔融还原

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机器学习在永磁材料研究中的应用进展

功能材料 2025年

作者：李金栋郝永勤孙旭沈鹏韩瑞周栋钢铁研究总院有限公司功能材料研究院北京航天控制仪器研究所北京大学物理学院

永磁材料在现代工业与科学技术中发挥了重要的作用。近年来,借助机器学习方法在预测和优化永磁材料的制备与应用方面取得了巨大的发展。较为全面的综述了机器学习在永磁材料研究中的应用,介绍了机器学习的学习流程和常用的机器学习算法... 详细信息

永磁材料在现代工业与科学技术中发挥了重要的作用。近年来,借助机器学习方法在预测和优化永磁材料的制备与应用方面取得了巨大的发展。较为全面的综述了机器学习在永磁材料研究中的应用,介绍了机器学习的学习流程和常用的机器学习算法,综述了机器学习技术在微观特性分析与结构优化、磁性能预测与成分优化、探索新材料等方面的研究进展。提出了机器学习在永磁材料领域所面临的问题,包括数据维度高、样本量有限、噪音干扰大、缺失值较多等。在未来研究中,应深入研究并探索新的算法和优化策略,扩充数据集规模,以及结合智能化实验技术加快永磁材料的研发与改进。

关键词：永磁材料机器学习磁特性分析磁性能预测材料设计

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“金属维生素”——钒的来源及应用前景

金属世界 2025年

作者：富志生甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司钢铁研究院

钒被世界各主要经济体列为关键金属和战略金属，在钢铁、有色冶金、化工、电子、储能、医药和航天航空等诸多国民经济领域有着广泛的应用。人类认识钒距今也不过200余年，我国是全球钒资源储存、生产和消费的第一大国，在实现钒资源高...

钒被世界各主要经济体列为关键金属和战略金属，在钢铁、有色冶金、化工、电子、储能、医药和航天航空等诸多国民经济领域有着广泛的应用。人类认识钒距今也不过200余年，我国是全球钒资源储存、生产和消费的第一大国，在实现钒资源高效利用的同时，钒在绿色能源领域发挥着越来越重要的作用。本文对钒的来源途径、钒及钒合金在国民经济领域的应用做了介绍，并简要展望了钒科技未来发展方向。随着我国提出建设民航强国战略构想以及“嫦娥计划”、“核电规划”等一系列高科技项目的实施，高端钒基新材料的应用前景将十分广阔。

关键词：

纯氢长输管道环焊缝典型缺欠应力集中及适用性评价准则

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油气储运 2025年

作者：宋卫臣胡松岩程光旭黄孝波汪兵涂圣文中石化石油工程设计有限公司西安交通大学化工学院钢铁研究总院有限公司

【目的】输氢管道是实现氢能长距高效利用的重要途经，长输管道通常由大量的环焊缝连接而成，焊缝缺欠是造成管道失效的高风险点。但目前尚无对长输纯氢管道施工中可能存在的环焊缝缺欠的风险评级及验收标准。【方法】通过总结比较国内... 详细信息

【目的】输氢管道是实现氢能长距高效利用的重要途经，长输管道通常由大量的环焊缝连接而成，焊缝缺欠是造成管道失效的高风险点。但目前尚无对长输纯氢管道施工中可能存在的环焊缝缺欠的风险评级及验收标准。【方法】通过总结比较国内外关于长输管道环焊缝缺欠的分类评级标准，以适合国内标准的典型缺欠提取到的特征尺寸为基础，通过建立L245管线钢含缺欠输氢管道有限元模型，分析研究缺欠尺寸和位置等因素对缺欠应力集中系数大小的影响。【结果】国内标准对于焊缝缺欠容限尺寸的限制普遍更为严格。在研究范围内，根部内凹缺欠的应力集中系数相对最高。圆形缺欠的最大应力集中系数为3 mm时的2.74；条形缺欠的最大应力集中系数为25 mm长时的1.98；根部内凹缺欠的最大应力集中系数是宽0.5 mm深1mm时的3.58；错边量为3 mm的错边缺欠的应力集中系数为2.62；附加弯矩会使4 mm圆形缺欠处的应力集中系数达到3.97。【结论】埋藏的圆形和条形缺欠在更靠近壁面尤其是内壁表面时，应力集中越显著。圆形缺欠的尺寸越大应力集中越明显，而条形缺欠的长度对应力集中影响不显著。错边量增大时，应力集中系数近似线性增大。根部内凹缺欠的宽度越窄，深度越深时，应力集中越显著。额外的弯矩作用会使缺欠处的应力集中显著增大。应力集中显著的焊接缺欠的存在，增加了在高压气态氢环境中服役管道的风险性，基于纯氢管道缺欠的应力集中定量分析，结合材料的氢脆敏感性随缺口应力集中系数变化的实验数据和工程运行经验，探讨了缺欠适用性评价准则。

关键词：输氢管道焊接缺欠应力集中特征尺寸有限元分析

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电化学充氢条件下管线钢焊接接头的氢损伤

中国表面工程 2025年

作者：兰亮云尹冀尧常智渊郭优孔祥伟东北大学机械工程与自动化学院攀枝花钢铁研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室抚顺市特种设备监督检验所

在长距离输送掺氢或酸性油气能源的严峻挑战下，管线钢焊接接头因其显微组织和力学性能的骤变，可能导致局部高氢脆敏感性，然而接头各区域的本征抗氢脆性仍缺乏细致研究。采用电化学充氢加速试验评价X100管线钢焊接件的氢损伤行为，结... 详细信息

在长距离输送掺氢或酸性油气能源的严峻挑战下，管线钢焊接接头因其显微组织和力学性能的骤变，可能导致局部高氢脆敏感性，然而接头各区域的本征抗氢脆性仍缺乏细致研究。采用电化学充氢加速试验评价X100管线钢焊接件的氢损伤行为，结合显微组织表征等技术揭示接头各区域的氢损伤敏感性以及显微组织与氢损伤的内在关联。同一充氢条件下，X100管线钢焊件不同区域氢的逃逸速率不同，由大到小依次为母材区、热影响区和焊缝区；母材区以氢鼓泡为主的表面氢损伤形式，典型氢鼓泡的高度在微米数量级，但直径可达数毫米，而热影响区和焊缝的表面损伤则以氢致开裂为主，表面无氢鼓泡现象。随充氢电流密度的增加，表面氢损伤程度恶化，如氢鼓泡数量和尺寸均显著增加；整体上，焊缝区具有很好的抗氢损伤能力，而母材区最容易出现氢损伤；但当充氢电流密度较高时，热影响粗晶区氢损伤敏感性显著增加，表现出高氢致开裂率。焊缝区的高抗氢损伤能力主要归因于针状铁素体的精细有效晶畴及极低比例的随机取向晶界；而母材区中压扁的原始奥氏体晶界是氢致开裂/氢鼓泡形核的最优位置，贯穿式贝氏体板条晶界为氢的快速扩散提供通道，促进了氢致裂纹沿轧制方向进行扩展。揭示了高强管线钢焊接接头各区域的氢脆敏感性与其显微结构的内在关系，可为监测和预测焊接接头在不同氢逸度环境下的结构完整性提供基础理论。

关键词：高强管线钢焊接接头氢损伤显微组织 EBSD

Cr_3C_2-Ni-Ti_3SiC_2新型减摩复合材料的高温摩擦学行为

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中国有色金属学报 2014年第2期24卷 424-431页

作者：李立鑫柳学全丁存光李一李楠李金普李发长钢铁研究总院粉末冶金研究室北京100081

采用粉末冶金工艺制备一种新型Cr3C2-Ni-Ti3SiC2减摩材料,并研究Ti3SiC2添加量对其与GCr15摩擦副在400℃大气环境下摩擦学行为的影响。结果表明:在高温摩擦场的作用下,复合材料中的Ti3SiC2能够诱发形成具有良好减摩作用的摩擦氧化膜,不... 详细信息

采用粉末冶金工艺制备一种新型Cr3C2-Ni-Ti3SiC2减摩材料,并研究Ti3SiC2添加量对其与GCr15摩擦副在400℃大气环境下摩擦学行为的影响。结果表明:在高温摩擦场的作用下,复合材料中的Ti3SiC2能够诱发形成具有良好减摩作用的摩擦氧化膜,不仅可以降低摩擦副的摩擦因数,避免摩擦因数的较大波动,而且能够显著降低摩擦系统的总磨损率,对摩擦偶件起到极好的保护作用。当Ti3SiC2含量(质量分数)分别为2.5%、5.0%、7.5%和10%时,复合材料的摩擦因数比未添加Ti3SiC2的Cr3C2-Ni金属陶瓷的摩擦因数分别下降5.3%、15.8%、26.3%和13.2%,摩擦副的总磨损率也下降了一个数量级;同时,摩擦偶件的磨损率也由3.5×10-5 mm3/(N·m)逐步下降到9.8×10-7 mm3/(N·m)。

关键词： Cr3C2-Ni Ti3SiC2 摩擦学行为高温减摩摩擦氧化膜

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中厚板轧机参数测量及其结果的应用

钢铁 1993年第12期28卷 68-73页

作者：申国民刘仁辅马志山朱德芳白埃民首钢总公司钢铁研究总院加工室钢铁研究总院

应用冶金测量车对首钢中厚板厂的二台轧机进行测试。测量中采用微机实时采样和处理数据,以及一些测量新技术。测试结果用于生产,对粗轧机确定了以扁锭代替板坯的轧制工艺,优化轧制工艺,提高生产能力19.6％,证实了首钢中厚板厂四辊轧机... 详细信息

应用冶金测量车对首钢中厚板厂的二台轧机进行测试。测量中采用微机实时采样和处理数据,以及一些测量新技术。测试结果用于生产,对粗轧机确定了以扁锭代替板坯的轧制工艺,优化轧制工艺,提高生产能力19.6％,证实了首钢中厚板厂四辊轧机具有实施控制轧制的能力,提高了产品的性能及尺寸精度,降低了因尺寸超差的废品率达0.41％,经济效益显著。

关键词：中厚板厂中厚板轧机轧制工艺扁锭尺寸超差粗轧机四辊轧机产品生产能力首钢

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