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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年第1期56卷 1064-1074页

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京100081 北京航天控制仪器研究所北京100854 北京大学物理学院北京100871

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

GH4065A高温合金塑性连接过程中界面组织演变行为

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材料工程 2025年第1期53卷 99-109页

作者：苏力东孟庆琪宁永权黄烁张文云张北江西北工业大学材料学院西安710072 钢铁研究总院高温材料研究所北京100081

为了解GH4065A合金在塑性连接过程中界面组织的演变规律,在1050~1110℃,20~40 MPa和20~35 min的条件下,开展GH4065A合金塑性连接实验。通过OM,SEM,EBSD表征接头中连接区与未连接区之间的特殊位置,深入研究连接温度、保载时间、连接压力... 详细信息

为了解GH4065A合金在塑性连接过程中界面组织的演变规律,在1050~1110℃,20~40 MPa和20~35 min的条件下,开展GH4065A合金塑性连接实验。通过OM,SEM,EBSD表征接头中连接区与未连接区之间的特殊位置,深入研究连接温度、保载时间、连接压力对界面微观组织的影响规律,重点关注塑性连接时界面上再结晶晶粒的形成以及原始界面的愈合过程。结果表明:提高连接温度、压力,延长保载时间有利于实现界面愈合,但与此同时也会促进接头晶粒的粗化,在1080℃,30 MPa,30 min的参数下所得的塑性连接接头组织均匀且无明显缺陷,具有良好的冶金结合效果。在界面冶金结合形成的过程中,发生晶界弓出形核为主的非连续性动态再结晶,存在亚晶渐进性转动形核的连续性动态再结晶。随着塑性连接的持续进行,再结晶晶粒形核并向原始界面生长,从而促进界面的消除。塑性连接致冶金结合形成主要经历初始接触、形核与晶粒长大、接头形成三个阶段。

关键词： GH4065A高温合金塑性连接界面微观组织动态再结晶界面愈合

440 MPa级免涂装耐候钢用焊丝熔敷金属的强韧化机理研究

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机械工程学报 2025年

作者：安同邦曾道平历承业吴占民马成勇彭云钢铁研究总院焊接研究所东方电机有限公司

使用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪等方法，对440 MPa级免涂装耐候钢用焊丝熔敷金属的组织和性能进行测试表征，重点研究熔敷金属的强韧化机理。结果表明，熔敷金属的柱状晶组织由先共析铁素体、侧板条铁素体、针状铁素... 详细信息

使用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪等方法，对440 MPa级免涂装耐候钢用焊丝熔敷金属的组织和性能进行测试表征，重点研究熔敷金属的强韧化机理。结果表明，熔敷金属的柱状晶组织由先共析铁素体、侧板条铁素体、针状铁素体和少量M-A组元组成，焊道间组织由准多边形铁素体和少量M-A组元组成；熔敷金属的屈服强度为482.5 MPa，抗拉强度为565 MPa，断后伸长率为30%，断面收缩率为77.5%，-40℃冲击吸收功为187.6 J，强韧性匹配良好；细晶强化是熔敷金属最重要的强化方式，固溶强化和位错强化对强度的贡献较小，但未发生析出强化；针状铁素体和准多边形铁素体阻碍裂纹扩展能力较强，提高冲击韧性，但是先共析铁素体、侧板条铁素体和M-A组元阻碍裂纹扩展能力较弱，且M-A组元易诱发微裂纹，降低冲击韧性。研究为440 MPa级免涂装耐候钢用焊接材料研制提供了参考。

关键词： 440 MPa级免涂装耐候钢气保护实心焊丝熔敷金属显微组织强韧化机理

二次时效温度对2.1 GPa不锈钢组织及性能的影响

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钢铁 2025年第2期60卷 110-118页

作者：田帅刘振宝邱雨梁剑雄赵文宇王晓辉孙永庆王长军钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081 昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650000 钢铁研究总院有限公司北京100081

超高强度不锈钢是1种具有超高强度以及良好耐蚀性的钢种,常常作为承力结构部件应用于航空、航天、海洋等领域。单纯提高超高强度不锈钢的强度不具有实际应用价值,未来超高强度不锈钢的发展除了要求超高强度外,应兼顾钢的塑性、韧性和良... 详细信息

超高强度不锈钢是1种具有超高强度以及良好耐蚀性的钢种,常常作为承力结构部件应用于航空、航天、海洋等领域。单纯提高超高强度不锈钢的强度不具有实际应用价值,未来超高强度不锈钢的发展除了要求超高强度外,应兼顾钢的塑性、韧性和良好腐蚀性能。为了突破2.1 GPa超高强度不锈钢强韧性匹配极限,利用SEM、XRD、TEM等表征手段,结合力学性能测试的方式,研究了二次时效温度对2.1 GPa不锈钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,经过不同二次时效温度处理后,不锈钢在高位错密度的马氏体基体上弥散分布着大量纳米级第二相,这些第二相主要以M_(2)C和Laves相为主,同时,在马氏体板条界发现薄膜状奥氏体的存在。时效过程中伴随着M_(2)C和Laves相的析出、长大、粗化及奥氏体含量的升高,使得钢的强度和韧性均呈现出先升高后降低的趋势。时效温度为520℃时,钢的强韧性匹配达到最佳,相比于目前国外强度级别最高的超高强度不锈钢(Ferrium S53钢),2.1 GPa不锈钢的抗拉强度和屈服强度均提高了约200 MPa,伸长率、断面收缩率和冲击功与之相当。

关键词： 2.1 GPa不锈钢 M_(2)C相 Laves相时效温度奥氏体强韧性力学性能马氏体

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冷处理对低碳马氏体不锈钢组织性能的影响

北京理工大学学报 2025年第2期45卷 213-218页

作者：王迎春杨彬万程谷金波迟宏宵程兴旺北京理工大学材料学院北京100081 钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081

本文通过对低碳Cr-Co-Ni-Mo高合金不锈钢淬火后进行不同工艺的深冷和回火处理,并利用SEM、TEM、EBSD和XRD等组织表征方法和拉伸性能测试,研究了处理工艺对组织性能的影响.结果表明,相较于单次冷处理,二次冷处理可以促进残余奥氏体向马... 详细信息

本文通过对低碳Cr-Co-Ni-Mo高合金不锈钢淬火后进行不同工艺的深冷和回火处理,并利用SEM、TEM、EBSD和XRD等组织表征方法和拉伸性能测试,研究了处理工艺对组织性能的影响.结果表明,相较于单次冷处理,二次冷处理可以促进残余奥氏体向马氏体的转变,晶粒细化,碳化物数量增多且分布更均匀,但二次冷处理时间为2 h时,在随后回火过程中发生奥氏体逆转变,导致残余奥氏体体积分数有所增加.延长二次冷处理时间至4 h,残余奥氏体体积分数大大减小,碳化物数量增加且分布更加均匀,位错密度增加,晶粒进一步细化,显著提高了材料的强度,而且保持了良好的强塑性匹配,其中屈服强度达1573 MPa,抗拉强度达1979 MPa,延伸率为12.7%.

关键词：深冷处理马氏体不锈钢组织力学性能

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渗碳齿轮轴承钢扭转疲劳性能及快速评价研究

钢铁研究学报 2025年第02期 209-216页

作者：方彬许自宽杨卯生王斌张鹏张哲峰东北大学材料科学与工程学院中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院

齿轮和轴承是机械设备中的2种关键零件，常因疲劳而断裂失效，其疲劳强度是关键性能指标。通过对4种渗碳层深度BG801齿轮轴承钢的扭转疲劳行为进行研究，明确渗碳齿轮轴承钢的疲劳开裂机制，并在其基础上构建疲劳强度快速评价方法。结... 详细信息

齿轮和轴承是机械设备中的2种关键零件，常因疲劳而断裂失效，其疲劳强度是关键性能指标。通过对4种渗碳层深度BG801齿轮轴承钢的扭转疲劳行为进行研究，明确渗碳齿轮轴承钢的疲劳开裂机制，并在其基础上构建疲劳强度快速评价方法。结果表明：BG801齿轮轴承钢渗碳层组织主要为马氏体和大量呈长条状或椭球状的碳化物；其疲劳开裂由大尺寸碳化物团簇的解理开裂引起，裂纹萌生平面与加载轴向成45°,由正应力主导。据此提出一种快速评价渗碳齿轮轴承钢疲劳强度的方法，可以通过高应力短寿命样品来预测长寿命条件下的疲劳强度。对于本文的研究材料，预测误差在10%左右，且偏于保守。

关键词：齿轮轴承钢渗碳扭转疲劳性能碳化物疲劳强度预测

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漏斗形结晶器铜板裂纹的研究进展

连铸 2025年第01期 11-19页

作者：王国斌张慧杨春政王明林钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心吕梁学院化工与材料工程系首钢京唐钢铁联合有限责任公司

随着薄板坯无头轧制技术和高效连铸的发展，高拉速连铸带来的漏斗形铜板裂纹问题日益严重。研究者们利用理论分析、工业试验和数值模拟方法对薄板坯漏斗形铜板裂纹形成机制和控制进行研究，目的是延长铜板寿命，降低生产成本。阐述了漏... 详细信息

随着薄板坯无头轧制技术和高效连铸的发展，高拉速连铸带来的漏斗形铜板裂纹问题日益严重。研究者们利用理论分析、工业试验和数值模拟方法对薄板坯漏斗形铜板裂纹形成机制和控制进行研究，目的是延长铜板寿命，降低生产成本。阐述了漏斗形结晶器铜板裂纹的宏观形貌和危害，归纳了铜板裂纹形成的热疲劳机制、蠕变疲劳机制和元素侵蚀机制，详细总结了铜板热/力分析模型的发展，介绍了铜板裂纹控制措施，提出了铜板裂纹形成机制、热/力分析模型和控制的新研究方向。

关键词：漏斗形铜板裂纹形成机制热/力模型控制措施

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年第3期 630-639页

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升，涡轮进口温度持续升高，传统的YSZ热障涂层已不能满足使用要求，稀土锆酸盐陶瓷材料以其优异的特性，被认为是最有潜力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... 详细信息

随着航空涡轮发动性能的提升，涡轮进口温度持续升高，传统的YSZ热障涂层已不能满足使用要求，稀土锆酸盐陶瓷材料以其优异的特性，被认为是最有潜力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■ 5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22μm。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

连续物理气相沉积带钢涂镀研究进展与应用现状

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材料导报 2025年第2期39卷 147-155页

作者：赵兴源刘昕刘秋元邱肖盼张子月江社明张启富钢铁研究总院钢研工程设计有限公司先进金属材料涂镀国家工程实验室北京100081 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

随着“碳达峰、碳中和”成为全球共识,新一代高强钢因在实现钢铁行业节能减排和汽车轻量化战略中扮演的关键角色受到了广泛的关注,但传统镀层技术电镀锌因氢脆危害和环保要求以及热镀锌的可镀性差等问题,已越来越难以满足其表面防护需... 详细信息

随着“碳达峰、碳中和”成为全球共识,新一代高强钢因在实现钢铁行业节能减排和汽车轻量化战略中扮演的关键角色受到了广泛的关注,但传统镀层技术电镀锌因氢脆危害和环保要求以及热镀锌的可镀性差等问题,已越来越难以满足其表面防护需求。物理气相沉积技术通过真空镀膜方式解决了新一代高强钢电镀和热浸镀的现存难题,优异的表面质量、强附着力、广泛的镀料选择和环保特性使其成为下一代表面工程技术的重要发展方向。本文综述了PVD在带钢涂镀领域替代传统带钢防腐镀层技术(如电镀锌和热镀锌)的应用及发展前景,特别关注了PVD的热蒸发方法、带钢连续PVD涂镀的发展历史、研究进展及其在工业应用中的现状,最后展望了带钢连续PVD镀层技术未来的研究方向。

关键词：物理气相沉积带钢涂镀锌及锌合金耐腐蚀性