摘要：多材料打印是目前金属增材制造的重要发展方向,利用多材料打印技术可以节约材料,充分发挥材料和结构耦合设计特点、实现综合优异的性能或功能。其中激光原位合金化技术是实现多材料打印的核心方法之一,利用激光作为热源逐层熔化粉末形成三维零件,成形的金属零件致密度高、尺寸精度高、表面粗糙度好。由于锰元素的蒸气压较高,在高温热源的作用下蒸发效应更强烈,针对多材料激光原位合金化制备技术中的元素蒸发问题,以纯金属粉末铁和锰为原材料,采用高通量增材制造设备,分别进行了Fe10Mn(质量分数,下同)和Fe20Mn混合异质粉末的激光选区熔化试验,重点对比分析了不同激光功率、扫描速度、成分配比等参数对成形样品的质量损失及成分精度的影响。研究结果表明,锰质量分数为20%时的质量损失率低于锰质量分数为10%的质量损失率。高锰含量样品在成形过程中蒸发更加剧烈,反冲压力更大,熔池更窄更深。激光原位合金化成形合金最佳的工艺参数为激光功率220 W,扫描速度500 mm/s,扫描间距0.08 mm,层厚0.03 mm,成形试样的密度最高可达7.81 g/cm^(3),致密度最高可达99.78%。最佳工艺参数条件下,原位合金化Fe20Mn合金的质量损失率仅为1.50%。因此,在Fe-Mn合金中,锰相较于铁具有更大的蒸发倾向,优化了Fe-Mn合金的激光打印工艺参数,为提高易蒸发元素的成分精度控制提供了参考。

摘要：采用第一性原理计算研究了Co,Ti,Y和Ce 4种元素替代对SmFe_(12)晶胞晶格常数、形成能(△E)和饱和磁矩的影响,阐明1∶12相晶格常数、结构稳定性和饱和磁矩与原子替代的定量关系。在SmFe_(12)晶胞中,随Co元素的添加,晶格常数a,c均增加,形成能升高,磁矩增大;随Ti元素的加入,晶格常数a增加、c减小,形成能降低,磁矩减小;随Y和Ce元素的添加,形成能降低,磁矩增大。Sm(Fe_(1-x-y)Co_(x)Ti_(y))_(12)在0.183≤x≤0.272,0.124≤y≤0.167区间内△E<0;当成分为Sm(Fe_(bal)Co_(0.13)Ti_(0.125))_(12)时,总饱和磁矩最大值为21.5μB。Y和Ce有助于提高1∶12相的稳定性,Y元素对1∶12结构稳定性的作用强于Ce。(Sm_(0.5)Y_(0.5))(Fe_(bal)Co_(0.24)Ti_(0.08))_(12)和(Sm_(0.5)Ce_(0.5))(Fe_(bal)Co_(0.14)Ti_(0.125))_(12)晶胞的总饱和磁矩分别达到30.2和25.4μB。

摘要：材料高通量实验是在短时间内完成大量样品的制备与表征,可帮助研究者快速筛选新材料的成分和工艺组合,高效探索材料创新的“基因”,从而促进自主创新迭代能力,是材料基因组工程的关键技术之一。高通量制备技术是高通量实验的基石,其技术发展方向可归纳为两类,第一类是通过并行试验的方法提高制备效率,第二类是在同一样品上实现成分或工艺参数梯度变化。按照制备样品单元的尺度可分为纳微观样品制备方法和宏观样品制备方法,以界面法、薄膜法为代表的纳微观尺度高通量制备技术已被广泛用于各类新材料的成分设计。目前该领域的重要发展方向之一是块体样品的高通量制备技术,用以实现对样品宏观力学性能的直接表征。发展中的宏观尺度样品的高通量制备方法总体上可分为成分高通量制备和工艺高通量制备两大类。本文按照样品尺度归纳了各类高通量制备方法的优缺点及应用特点,特别是高通量方法与激光增材制造技术结合制备块体材料的思路,重点介绍了高通量制备技术在高熵合金、非晶合金和新型结构材料设计开发中的应用案例,分析了高通量制备技术未来发展的重点和趋势,包括均匀块体样品的高效高通量制备、高通量制备与表征的一体化协同以及发展高通量数据采集管理学习的一体化云数据平台,以期为金属新材料成分及工艺设计提供技术思路。

摘要：过低的超导临界温度(T_(c))一直是限制超导材料广泛应用的主要原因,因此如何设计出具有较高T_(c)的合金是超导材料发展的关键步骤。本工作以机器学习算法为工具,基于两种特征生成器和九种回归算法,建立了预测T_(c)的数据驱动模型,提高了新型超导合金的研发效率。结果表明,极端随机树算法(etr)和Magpie规则的预测效果最好,决定系数(R^(2))和平均绝对误差(MAE)在测试集上分别能达到0.88和2.21 K。为降低模型的复杂程度,对生成的特征通过过滤法和穷举法进行特征筛选,再结合特征的重要性排序,得到对T_(c)影响最大的三种特征分别是电负性的平均绝对偏差、平均未填充电子数和平均s层未填充电子数。以三种特征为变量,建立T_(c)的预测图谱,发现在平均s层未填充电子数为0.2~0.6,电负性的平均绝对偏差为0.5~1.2,平均未填充电子数为0~5时,材料有着大于50 K的T_(c),为新型超导合金的成分设计提供方向。

摘要：对比了-196℃、-163℃、-100℃、-40℃、20℃五个温度点304L和304LN的抗拉强度、屈服强度、弹性模量、拉伸率、收缩率、线膨胀系数、材料尺寸稳定性等性能参数。试验结果表明304L和304LN的抗拉强度、屈服强度、弹性模量随着温度降低而提高,拉伸率、收缩率、线膨胀系数随着温度降低而减小。304LN的抗拉强度、线膨胀系数与304L相近,但其屈服强度和弹性模量均明显高于304L。304L冲击韧性优良且稳定,304LN冲击韧性随温度降低下降明显,但仍然具有较好的冲击韧性。304L和304LN尺寸稳定性好。建议强度要求高,有重量控制要求的条件下使用304LN。

摘要：中国钢铁行业的节能工作经历了单体设备节能、系统节能阶段和重大节能技术普及阶段,进入到现在的能量流网络化运行、提升能源转换功能阶段,取得了显著成就。钢铁行业面临的节能减排形势越来越严峻,近年来吨钢综合能耗虽然仍在进一步降低,但降幅已经很小,甚至有的年度略有回升。在当前的理论、技术条件下,节能空间越来越小已是不争的事实,准确判断节能的可能性及其潜力十分重要。铁前系统是钢铁制造流程的重点耗能环节,以铁前系统能耗分析为例,提出了理论最小能耗、基准能耗的概念,结合工厂实践,给出了理想工况、基准工况确定的依据及理论最小能耗和基准能耗计算方法,并计算了焦化工序、烧结工序和炼铁工序理论最小能耗和基准能耗。对理论最小能耗与基准能耗、实际能耗与基准能耗进行对比分析,在分析理想工况与基准工况、实际工况与基准工况差异的基础上,分别提出了焦化工序、烧结工序和炼铁工序的节能措施与节能方向;应用系统节能理论的e-p分析法,从铁前系统结构、设备规模、原燃料条件及节能技术应用与能量流网络等方面分析了铁前系统影响因素的影响规律,提出了铁前系统节能措施与方向,研究结果可为合理评估钢铁行业铁前系统节能潜力提供理论支撑。

摘要：我国汽车业的迅速发展面临着设计与制造新一代美观时尚、安全舒适、节能环保的超轻钢车身ULSAB与未来钢FSV汽车的技术挑战,因此,对高等级汽车板,尤其是对高表面质量的汽车外板和高强塑性的先进高强度钢AHSS汽车板的开发与生产,提出了严格的技术要求。高表面质量的汽车外板,对深冲级和超深冲级冷轧板、镀锌板、高强度IF钢及其镀锌板等,要求表面零缺陷控制。简要介绍了冷轧板典型表面缺陷的种类、微观特征、形成原因和工艺控制。AHSS钢的第一代双相钢DP和相变诱导塑性TRIP钢,第三代淬火—碳分配处理Q-P钢,以其高强度、高塑性、可成形、低合金、低成本等高性价比优势,正在全面进入超轻钢车身和未来钢汽车的结构,使车身质量分别减轻25%和35%,显著提高了汽车的燃油效率、抗冲撞能力和低排放功能。简要介绍了第一代和第三代AHSS钢汽车板的核心技术:残余奥氏体-相变诱导塑性效应-连续退火工艺控制。同时,介绍了各国技术标准没有文字说明,但是对于高等级汽车板进入汽车业并得到实际应用的重要技术指标:性能质量的均质性。

摘要：炼铁-炼钢界面连接钢铁生产中高炉和转炉两大重要生产工序,关系到钢铁制造流程的整体优化。“一罐到底”是近年来新兴起的炼铁-炼钢区段“界面技术”,基于“一罐到底”流程的炼铁-炼钢界面运行规律和调控优化技术的研究十分必要。目前对炼铁-炼钢界面中众多复杂的次界面的解析尚不深入,对炼铁-炼钢界面动态运行过程仿真亟待开展。时间、温度和物质量是贯穿于钢铁制造流程的基本参数,因此,炼铁-炼钢界面的调控以铁水罐周转过程为载体,以上述3个参数为调控对象,以这些参数的一体化控制与优化为目标。基于现场运行实绩,以“机车+天车”模式的炼铁-炼钢界面为例,分析炼铁-炼钢界面物质流运行的特征和调控目标,并对其动态运行过程进行“事件-时间”解析,确定构成界面的各个次界面环节,以及各过程/事件的时间域、时间周期及其概率分布,梳理炼铁-炼钢界面动态运行过程规则。在此基础上,采用FlexSim软件,建立了高炉出铁、铁水运输和炼钢等过程的仿真模块,并根据各模块运行规则和模块之间的关联规则,集成为高炉-转炉区段仿真模型。该模型为炼铁-炼钢界面深度解析与优化提供了研究试验平台。模型应用于260 t铁水罐周转过程仿真,得到铁水罐配置的优化方案。

摘要：永磁材料已广泛应用于国民经济与国防军工等重要领域,其传统制备过程多采用烧结、铸造等方式进行,工艺流程长且生产成本高。3D打印技术作为一种革命性的新兴生产手段,极大拓展了三维部件的设计及制造自由度,因具有能够生产制备形状复杂的工件的优势,已广泛应用于结构材料的生产制备过程。近年来,3D打印技术呈现向功能材料方向发展的趋势,其在制备永磁材料方面的应用主要包括熔融沉积(FDM)、粘结剂喷射(BJ)、基于激光粉末床熔融的选择性激光熔融(SLM)以及选择性激光烧结(SLS)等技术。综述了3D打印永磁材料研究现状,主要包括Al-Ni-Co永磁体、Mn-Al合金、Sm-Co永磁体和Nd-Fe-B永磁体,并对其未来发展方向进行了展望。

摘要：本文通过对铁前系统碳素流和能量流进行分析,并基于碳素平衡原理,构建工序层级和铁前系统层级的碳素流输入-输出模型,得出焦化工序的煤气燃烧、烧结工序的固体燃料和点火煤气消耗、炼铁工序焦炭和喷煤消耗的碳排放潜力最大,同时指出改变铁前系统能源结构和重视高炉煤气和焦炉煤气的回收与低碳化利用以及开发节能新技术是解决铁前系统CO_(2)排放问题的重要措施。