摘要:非金属夹杂物作为轴承钢中的异类成分,其所在区域在外载荷施加过程中易产生应力集中和塑性应变累积,是滚动接触疲劳(RCF)裂纹的重要萌生源。为探究夹杂物种类及力学参数对轴承钢RCF 损伤的影响,基于Abaqus平台并结合abqVoronoi3D 插件构建滚动接触多晶有限元模型,采用UMAT 用户子程序引入晶体塑性本构关系,研究分析了单一夹杂物、不同弹性参数夹杂物以及复合夹杂物在赫兹载荷下的应力分布和等效疲劳损伤特征。结果表明,不同类型的夹杂物会诱发不同程度的等效疲劳损伤,10次循环下硬性夹杂物如Al2O3 夹杂物引发的疲劳损伤值达到0.04,而MnS类易变形夹杂物小于0.03;夹杂物弹性模量与基体差异越大,界面应力集中越强,疲劳损伤显著升高,而泊松比影响较小;复合夹杂物表现出“损伤传递”机制,软质外层在早期循环吸收部分变形能量,但应力继续传递至硬质内核后,损伤被放大,整体疲劳损伤水平高于单一软夹杂物。以上结论为高寿命轴承钢的设计与质量控制提供理论依据。

摘要: 稀土在钢中的作用日渐引起科研人员的重视,国内外最近几十年内积极开展了稀土对钢材改性方面的研究。综述了近年来国内外采用稀土处理钢的研究成果和进展,介绍了稀土在钢中的作用机理。在钢液中添加稀土元素具有净化、改性夹杂物、微合金化和细化晶粒等方面的效果,在此基础上介绍了稀土元素对钢材性能的影响,包括韧性、耐热性、耐腐蚀、耐磨性和抗疲劳性等。最后在总结现有研究成果的基础上,对稀土在钢中工业化生产现状以及面临的问题进行了探讨,对稀土钢品种的开发以及工业化生产进行了展望。

摘要:我国海岸线长达18万km,海上风能资源技术开发潜力巨大。近年来,在“双碳”的大背景下,我国风电行业政策利好不断,海上风电装机容量在电网中所占的比重快速上升,海上风塔用钢需求增长态势明显。随着海上风电进一步向集群化、大型化和深海化发展,如何开发出与之适配的低成本、综合性能优良的海上风塔用钢已成领域内亟待解决的关键性问题。介绍了国内外海上风塔用钢的标准、分类及性能要求,并对其化学成分设计和生产工艺方面的研究现状及发展趋势进行了综述。

摘要：高强钢具有高的强度及韧性，在航空航天等领域具有重要地位。大型关键重载构件存在锻造难度大、对热加工要求高等问题，限制了其进一步发展和应用。增材制造技术可以实现金属构件的高性能精确快速成形，为高强度钢的制造提供了一条新途径。本文介绍了增材制造高强度钢的成形特性，综述了增材制造高强度钢的组织演变规律和力学性能特征。研究表明，工艺参数对增材制造高强度钢的致密度、熔覆层宽度和高度均影响较大，进而影响成形件内部质量。热累积会使层间组织变粗大，同时使不同部位的组织发生不同的固态相变，使高强钢的组织更加复杂；热处理可以显著提高增材制造高强度钢的综合力学性能；最后对高强度钢增材制造过程中需要进一步深入研究的问题进行了探讨和展望。

摘要: 淬火配分(Q&P)钢属于汽车用第3代先进高强度钢,广泛应用在汽车和特种装备领域。合金元素可以改善Q&P钢中碳原子配分、晶粒尺寸、组织分布形态以及相变温度点等,从而提升Q&P钢的综合性能。本文综述了微合金元素对Q&P钢组织性能影响的研究进展,阐述Q&P钢的理论发展,重点介绍了Q&P钢的合金成分、显微组织和力学性能之间的关系,最后对Q&钢微合金化的未来发展趋势进行了展望。

摘要: 传统等离子体渗氮存在着渗氮时间长、渗氮不均匀等问题,因此提高等离子体渗氮效果和渗氮速率是等离子体渗氮技术发展的重点方向。本文综述了活性屏等离子体渗氮的技术原理和近年来的发展特点,梳理了多元离子共渗、表面自纳米化预处理和预氧化3 种催化技术在传统等离子体渗氮过程中的作用机理和目前的发展现状。多种催化技术相结合的传统等离子体渗氮工艺和活性屏等离子体渗氮的催化工艺将是未来等离子体渗氮发展的重要方向。

摘要：电渣重熔是一种利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的净化钢液手段。因为其冶炼产品具有金属洁净、组织致密、成分均匀、表面光洁等优点，广泛应用于高端金属材料制备。为了保证熔渣的导电性，电渣渣系均含有一定CaF2，冶炼过程挥发严重，污染环境；氟化物挥发造成渣系成分波动大进而影响冶炼过程和产品质量。从渣系组成、冶炼环境、热力学和动力学几方面出发，讨论了影响渣系中氟化物挥发的因素，探讨了降低氟化物挥发的有效方法。重点介绍了CaF2、w（（CaO)）/w（（SiO2））、w（（CaO))/w（（Al2O3)）对渣系挥发的影响。降低渣中CaF2含量、增大w（（CaO））/w（（SiO2））、减小w（（CaO））/w（（Al2O3））可有效减少渣中氟化物挥发；讨论了利用碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O）、TiO2、B2O3代替CaF2开发低氟渣的可能性。利用Na2O、TiO2、B2O3等代替CaF2是未来低氟/无氟渣开发的重要方向之一；综述了冶炼温度和环境湿度等对含氟渣系挥发的影响规律。降低冶炼温度、提高升温速率、对渣系预熔和保持干燥均可有效抑制氟化物挥发；基于电渣冶金渣系挥发热力学和动力学研究现状，介绍了炉渣分子离子共存理论计算渣系组元活度的适用性，总结了渣系挥发的动力学机理，归纳了电渣重熔过程中含氟渣挥发的限制性环节。分子离子模型对常见渣系组元活度计算具有很高的准确性，对其他特殊渣系的适用性还有待进一步验证。未来渣系挥发动力学研究应重点关注参与挥发反应的阴阳离子由本体向反应界面传质过程，以及反应生成物的形核、长大、气泡化的过程这2个限制性环节，以减少氟化物挥发。

摘要：本文详细论述了内生夹杂物和外来夹杂物的来源；按照夹杂物的形态、成分、变形能力、尺寸对夹杂物进行了分类；阐述了夹杂物对钢材疲劳性能、强度、延伸性能、切削性能、腐蚀性能、焊接性能以及氢致裂纹的影响；系统论述了夹杂物的二维检测、三维检测的多种检测方法，介绍了各种夹杂物的提取方式及夹杂物检测仪器，以及夹杂物的去除方法。

摘要：基于数据驱动的机器学习方法通过构建材料特征参数与目标性能间的复杂映射关系，突破传统研发模式在时间与成本上的限制，为球墨铸铁研发提供了全新范式。通过对基于机器学习的球墨铸铁研发过程中的应用进展进行系统梳理，在阐释机器学习数据收集、数据预处理、模型构建与训练以及模型评估等基本实施框架的基础上，综述了机器学习在组织与缺陷控制、力学性能的预测以及服役行为的预测等方面的应用，探讨了球墨铸铁研发和应用过程中基于机器学习的一些急需解决的问题，提出了基于机器学习的球墨铸铁研发方向及未来的发展趋势。

摘要： 在“碳达峰”、“碳中和”成为全社会共识的背景下，轻质耐磨高锰钢因具有良好的强韧性、耐磨性以及较低的密度在冶金、矿山等行业中具有广阔应用前景。本文综述了轻质耐磨高锰钢的成分轻量化设计进展，以及基体组织、析出相以及表面改性对其耐磨性能影响，并展望了轻质耐磨高锰钢未来的发展趋势，以期为高锰钢轻量化及耐磨性能的协同提升设计提供参考。