科學(xué)人生

呂昭平: 新材料研究前沿的“行走者”

呂昭平教授，北京科技大學(xué)副校長、新金屬材料國家重點實驗室主任，教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，入選國家百千萬人才工程，獲得“有突出貢獻中青年專家”及國家“萬人計劃”領(lǐng)軍人才等稱號。多年來，他不忘初心，牢記高?？蒲泄ぷ髡呖萍紕?chuàng)新的使命，堅持不懈地行走在新材料研究的前沿。在國際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表高水平論文180余篇，被引用8000余次，獲得申請授權(quán)發(fā)明專利60余項。近日，呂昭平帶領(lǐng)團隊創(chuàng)新合金設(shè)計理念，利用不同的強化機理，開發(fā)出一種高密度納米強化的超高強韌馬氏體時效鋼。Nature在線發(fā)表了這一突破性的研究進展。（封面故事欄目，第1頁）

硅鋼專利

全球在中國公開的硅鋼專利情況分析

作為電力、電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要的軟磁材料的硅鋼，其制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量也是衡量一個國家特殊鋼生產(chǎn)和科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。國內(nèi)外眾多鋼鐵企業(yè)和科研院校在我國的硅鋼專利申請大致經(jīng)歷了技術(shù)引入階段、技術(shù)發(fā)展階段和技術(shù)成熟階段等三個階段，硅鋼專利在硅鋼制造工藝(傳統(tǒng)流程、薄板坯連鑄連軋、薄帶鑄軋)、涂層技術(shù)、細化磁疇、生產(chǎn)裝備、分析測試等方面均有所突破。通過對其能夠獲取的重要公開資源的專利信息進行分析挖掘，可以更加準(zhǔn)確及時地了解硅鋼技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢，通過監(jiān)測國內(nèi)外硅鋼技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)量和專利發(fā)展方向，可以預(yù)測市場的發(fā)展趨勢，從而對科研工作的開展提供幫助。（熱點聚焦欄目，第6頁）

海外視角

韓國浦項科技大學(xué)鋼鐵技術(shù)研究院概覽

韓國浦項科技大學(xué)鋼鐵技術(shù)研究院成立于2005年，其使命是在鋼鐵冶金方面成為領(lǐng)先者，培養(yǎng)訓(xùn)練有素的年輕科學(xué)家和技術(shù)專家；滿足鋼鐵生產(chǎn)和下游行業(yè)的需求，在鋼鐵材料領(lǐng)域提倡創(chuàng)新。鋼鐵技術(shù)研究院不但要進行鋼鐵領(lǐng)域的科研工作，而且還要承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，授予碩士和博士學(xué)位。鋼鐵技術(shù)研究院由綠色潔凈技術(shù)中心、材料開發(fā)中心、應(yīng)用及解決方案中心等三大中心組成，共有11個實驗室，每個實驗室都關(guān)注鋼鐵技術(shù)的特定技術(shù)領(lǐng)域，涵蓋了冶金工藝、生產(chǎn)和應(yīng)用以及鋼鐵材料等領(lǐng)域，研究院與鋼鐵生產(chǎn)商、用戶和相關(guān)方保持了緊密聯(lián)系。鋼鐵技術(shù)研究院通過傳授創(chuàng)新和突破性技術(shù)，累計培養(yǎng)了466名碩士和96名博士，這些骨干將成為推動韓國鋼鐵工業(yè)未來持續(xù)發(fā)展的中流砥柱；通過積極開展不同領(lǐng)域的研究項目，有助于推動韓國鋼鐵冶金技術(shù)的全方位發(fā)展。（知識園地欄目，第10頁）

新型材料

無鉛壓電材料的高通量制備與模型模擬

基于現(xiàn)有無鉛壓電材料的壓電性都很低的現(xiàn)狀，文章設(shè)計并建立了無鉛鈣鈦礦模型，將高通量組合材料的理論和實驗融合并協(xié)同，通過理論模型對可能的組合進行預(yù)計算仿真。在壓電材料的纖維內(nèi)引入金屬芯，形成含金屬芯壓電纖維增強聚合物基復(fù)合材料是現(xiàn)階段制備優(yōu)異材料的可行方法。在已有相關(guān)成果基礎(chǔ)上，進一步開展基于變分漸近理論的含金屬芯壓電纖維聚合物基復(fù)合材料(MPFPMCs)性能表征和多尺度模擬，提出在原材料連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和均勻化理論的基礎(chǔ)上，利用非均質(zhì)性等固有小參數(shù)構(gòu)建一種無需特定假設(shè)的MPF-PMCs多尺度模型，以準(zhǔn)確預(yù)測其時變、非線性壓電-黏彈-塑性性能，揭示微觀尺度信息對損傷失效性能的影響機理，為今后高通量制備無鉛壓電材料提供了新的思路。（科技前沿欄目，第14頁）

熱軋退火

不同退火溫度下鐵素體和珠光體組織的演變分析

文章主要研究了不同退火溫度下鐵素體和珠光體組織的變化以及不同組織形態(tài)對力學(xué)性能的影響。在光學(xué)顯微鏡下觀察不同退火溫度下鐵素體和珠光體組織的變化，且通過萬能拉伸機測試不同退火溫度下試樣的力學(xué)性能，經(jīng)退火后材料強度大幅度下降。珠光體未發(fā)生球化時，由于在加熱過程中，金屬原子活動能力增強，自發(fā)的向外擴散，大晶粒吞食小晶粒而重新長大引起強度下降。珠光體發(fā)生球化后強度隨退火溫度的升高而降低的主要原因是球化珠光體的強度要比片層狀珠光體的強度低，珠光體的球化使鐵素體基體中的固溶原子擴散并在晶界附近形成碳化物，聚集的碳化物使得固溶原子越來越少，固溶強化作用越來越弱，引起材料整體的強度下降。研究結(jié)果解釋了不同退火溫度下顯微組織的變化對力學(xué)性能的影響，對制定退火工藝有實際的指導(dǎo)意義，為降低熱軋后鋼板的強度來滿足用戶的特殊需求奠定了基礎(chǔ)。（企業(yè)論壇欄目，第27頁）

質(zhì)量控制

800 MPa級別DP鋼沖裂失效機理分析

文章通過對800 MPa級別的DP鋼沖裂零件進行網(wǎng)格分析，依據(jù)沖壓時受力狀態(tài)及應(yīng)變情況，確定模具狀態(tài)及定位尺寸對沖壓過程的影響。分析結(jié)果表明：由于模具潤滑條件及定位尺寸不精確，導(dǎo)致零件的變形部位產(chǎn)生應(yīng)力集中，突破了成形極限導(dǎo)致零件破裂。另外，通過對裂紋擴展處進行掃描電鏡分析，確定了導(dǎo)致失效產(chǎn)生裂紋的機理：800 MPa級別的DP鋼裂紋的擴展一般都沿著馬氏體和鐵素體相的界面，正常級別的夾雜物并不是裂紋的擴展的主要原因。（企業(yè)論壇欄目，第30頁）

產(chǎn)品開發(fā)

模擬實驗熱鍍鋅TRIP690工藝溫度及其對組織性能的影響

隨著人們對環(huán)境、能源、安全等要求的不斷提高，汽車輕量化也逐漸成為了各大汽車廠商研究的主要方向。使用高強度鋼板作為汽車的結(jié)構(gòu)件，在降低車身自重的同時也提高了強度和安全性。汽車用熱鍍鋅先進高強鋼TRIP690鋼優(yōu)異的力學(xué)性能不僅能滿足越來越高的汽車原材料板材的需求，而且熱鍍鋅TRIP鋼還能同時滿足一定的防腐能力，是名副其實的先進高強度鋼材。通過合理的成分設(shè)計，以及合理的熱軋、冷軋工藝，使材料不僅滿足高強度和防腐能力，熱鍍鋅合金化產(chǎn)品還可以很好地解決焊接問題。文章通過熱模擬實驗，利用金相顯微技術(shù)和透射電鏡檢測方法研究了兩相區(qū)加熱溫度、貝氏體等溫處理工藝對熱鍍鋅TRIP690組織組成、室溫時殘余奧氏體含量及力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，基于鍍鋅產(chǎn)線的特殊性，合理選擇兩相區(qū)加熱溫度、貝氏體等溫處理等重要工藝參數(shù)，可以獲得良好的TRIP效應(yīng)。（工藝裝備欄目，第37頁）

制氧裝備

昆鋼新區(qū)制氧系統(tǒng)節(jié)能降耗生產(chǎn)實踐

云南昆鋼新區(qū)新建的KDON-40000/80000型空分設(shè)備使昆鋼擁有了大容量的制氧系統(tǒng)，但也存在電能消耗量大的問題，二期工程的停建也造成了生產(chǎn)的能源介質(zhì)利用率低下，大量進行放散的情況。針對昆鋼新區(qū)制氧系統(tǒng)的能源情況進行分析，從空分變負荷調(diào)節(jié)開始，采取優(yōu)化生產(chǎn)工藝、動態(tài)調(diào)整操作、對耗能設(shè)備進行技術(shù)改造、加強用量需求調(diào)度和增加富氧率等一系列措施降低制氧系統(tǒng)電能消耗，有效地控制了生產(chǎn)過程中氣體放散及提高氧、氮、氬資源利用率，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。（工藝裝備欄目，第64頁）

煙氣脫硫

用于順流噴霧半干法煙氣脫硫的噴霧系統(tǒng)設(shè)計

一種新型脫硫工藝——順流噴霧半干法煙氣脫硫工藝是在脫硫塔上下設(shè)置多級霧化噴槍，通過精確的水量控制，實現(xiàn)含硫煙氣、霧化水和石灰脫硫劑三者氣液固三相充分接觸反應(yīng)。文章詳細介紹了噴霧系統(tǒng)的霧化噴槍裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計和水量控制的組成，確保順流噴霧半干法煙氣脫硫的長期穩(wěn)定運行，可靠性高，工藝流程簡單，系統(tǒng)阻力低，達到了很好的脫硫效果。此系統(tǒng)在某鋼廠燒結(jié)機頭煙氣脫硫項目中得到了應(yīng)用，運行兩年多以來，沒有發(fā)生脫硫塔內(nèi)壁結(jié)垢的現(xiàn)象，也避免了脫硫劑團聚而造成的斗提跳車事故。順流噴霧半干法的煙氣脫硫系統(tǒng)獲得發(fā)明專利，霧化噴槍和水量控制系統(tǒng)分別獲得實用新型專利。（成果展示欄目，第78頁）

推廣與合作

封面 封面故事 呂昭平: 新材料研究前沿的“行走者”

封底 攝影采編 左文燕優(yōu)秀攝影作品選登

封二 高效軋制國家工程研究中心

封三 新金屬材料國家重點實驗室

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