摘要：炼钢合金化过程中的合金减量化技术旨在减少合金元素的使用，降低生产成本，同时确保最终的钢材仍然具有所需的性能和特性。介绍了铁合金的理化特性，利用转鼓实验定量评价铁合金粉化性能。在使用过程中应根据合金粒度和密度进行梯级存放，确保其吸收率，且在存储、转运和使用过程中应尽量减少碰撞，避免入炉前的粉化损失。利用神经网络及大数据模型建立炼钢合金减量化智能控制系统，已应用于国内10 余家钢铁企业。基于现场操作数据及过程分析，给出定制化合金循环替代方案，降低钢铁企业铁合金使用成本。在冶炼特定钢种时应注意合金中有害元素含量，同时针对合金主成分变化做出精细化选择，减少因合金成分波动引起的成本增加。通过分析当前炼钢用合金减量化技术，提出了未来铁合金减量化方法的改进方向和趋势：一是注重铁合金品质的提升，减少不必要的合金元素使用，避免资源浪费；二是提升数字化和自动化技术水平，以监测和控制合金化过程，提高炼钢工艺的稳定性和可控性。

摘要：增强成形性双相钢（DH 钢）是在双相钢（DP 钢）基础上研发的先进高强钢，以满足汽车复杂形状零件成形对材料塑性的更高要求。目前，抗拉强度980 MPa 级别的DH 钢已实现规模化生产，抗拉强度1180 MPa 级别的DH 钢研发受到广泛关注。采用面向性能的机器学习方法，设计了一种1180 MPa级DH 钢的化学成分和制备工艺参数，并通过可解释性机器学习分析了材料显微组织特征与力学性能之间的内禀关系。首先，基于文献数据，采用神经网络算法构建成分/工艺−性能预测模型，并采用多目标遗传算法高效设计了新型DH 钢的化学成分。然后，基于新型DH 钢的制备工艺参数正交实验结果，采用随机森林算法构建了以工艺参数为输入的抗拉强度和断后伸长率（A80）预测模型，通过多目标遗传优化算法得到了较优的制备工艺参数，即卷曲温度510℃、退火温度860℃、退火时间160 s、缓冷温度715℃、过时效温度340℃、过时效时间110 s。设计的新型DH 钢具有优异的强塑性匹配，抗拉强度和断后伸长率分别为1214 MPa 和15.5%。最后，采用SHAP 分析揭示了组织特征对力学性能的影响规律，为先进高强钢的设计和组织性能调控提供理论参考。

摘要：氢能作为一种新型能源正受到国际社会的广泛关注，然而，用于氢能运输和储存的奥氏体不锈钢不可避免地面临氢脆问题。传统工艺制备的奥氏体不锈钢无法避免氢脆发生，而增材制造工艺在制备奥氏体不锈钢抗氢脆结构部件方面具有显著优势，为解决奥氏体不锈钢氢脆问题提供了新思路。概述了增材制造奥氏体不锈钢抗氢脆机制的研究进展，并对以下方面进行了讨论与分析：传统奥氏体不锈钢氢原子捕获及其氢脆机制；增材制造奥氏体不锈钢微观组织结构特征及其对氢原子捕获的影响；增材制造奥氏体不锈钢的抗氢脆性能及机制。对增材制造奥氏体不锈钢在氢环境中的应用进行了总结和展望。

摘要：发展电弧炉短流程炼钢是钢铁工业实现“双碳”目标的重要途径。近年来，现代电弧炉技术发展迅速，电弧炉底吹搅拌技术也在不断进步和推广，对电弧炉生产的高效化和节能化作出了重要贡献。针对电弧炉底吹搅拌技术的机理、工艺特点、系统组成、气体种类、底吹元件类型及工艺布置方式进行综述，并对底吹技术的应用情况进行总结分析。模拟计算得出，远离底吹装置的区域，钢液流速明显偏低。结合炉型特点布置底吹装置及优化底吹气量，可改善熔池动力学条件，促进钢液元素传质，实现降低能耗和原材料消耗、提高生产效率的效果。深度开展底吹技术研发，与吹炼、供电、喷粉等工艺技术耦合，并结合新炉型特点制定底吹工艺制度，实现智能化底吹是发展现代电弧炉短流程技术的重要方向。

摘要：随着高性能航空发动机对材料要求的不断提高，新型镍基变形高温合金的合金化程度和γ'相质量分数也在不断增加。这就导致了合金的熔炼难度逐渐提高。高合金化的新型镍基变形高温合金一般通过真空感应熔炼（VIM）+保护气氛电渣重熔（PESR）+真空电弧重熔（VAR）三联工艺来生产。受合金化程度的影响，合金在熔炼过程中易产生液固相间的溶质分凝和元素偏析，电极和铸锭在热应力与相变应力的综合作用下极易发生开裂，造成后续重熔过程电弧波动，从而对铸锭质量造成不利影响。电极裂纹问题是高温合金凝固过程中产生的一种复杂冶金缺陷，也是长期困扰我国高合金化难变形高温合金锭型扩大的共性技术难题。基于此，综述了近年来作者团队和国内外研究组在变形镍基高温合金熔炼过程中裂纹的形成机制、裂纹的影响因素及裂纹控制方面的研究进展，并对沉淀强化型镍基变形高温合金的未来发展方向进行了展望。

摘要：高氮奥氏体不锈钢强韧性高，耐磨耐蚀性强，同时，具有非铁磁性及良好的生物相容性。在海洋工程、能源化工、国防航空、生物医疗等诸多领域获得了广泛的关注。然而，其在制备过程中仍面临增氮水平控制不精确、高氮钢液凝固过程氮气易析出形成气孔，以及热加工过程中粗大氮化物析出等一系列问题与技术挑战，在一定程度上限制了其大规模发展与应用。本文系统性地阐述了高氮奥氏体不锈钢的发展现状、制备工艺及强化机理。首先，综述了高氮奥氏体不锈钢的国内外发展历史和研究现状；其次，对高氮奥氏体不锈钢的生产制备工艺进行了总结，概括了熔铸法制备工艺，如大熔池法、加压感应熔炼、加压钢包吹洗、加压电渣重熔以及加压等离子弧熔炼，并对其优缺点进行对比分析；此外，针对高氮奥氏体不锈钢粉末冶金制备工艺进行概述，包括机械合金化法、氮气雾化法、等离子旋转电极雾化法以及固态粉末渗氮法，并围绕粉末热等静压、放电等离子烧结、注射成型、热压烧结、冷压成型以及增材制造等成型工艺进行了总结。最后，探讨了氮在奥氏体不锈钢固溶强化、细晶强化、应变硬化、沉淀强化等强化机制方面的作用机理，并针对当前高氮奥氏体不锈钢在发展过程中存在的主要问题进行了探讨及展望。

摘要：盘形滚刀是盾构机的核心部件，也是掘进施工过程最易磨损和失效的部件。滚刀刀圈的磨损主要由磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损三种机制共同组成，其中磨粒磨损和黏着磨损占主要。破岩过程中，强挤压、高冲击作用使得刀圈常发生磨损、偏磨、卷刃、断裂、崩刃、脱落等失效，刀圈损耗成本占总工程的5%~10%，而刀圈失效引起的维护、检修、更换刀具等又大幅降低了工程施工效率。当前常用的刀圈材料为DC53、H13钢，其耐磨性、抗冲击韧性取决于钢中碳化物类型、形貌、尺寸、数量、分布和基体组织特征。为实现滚刀刀圈性能强化提升，国内外学者围绕刀圈材料成分优化设计、刀圈一次成形制备、感应热处理制备梯度性能刀圈、双金属复合刀圈研制等开展了系列研究，为滚刀刀圈性能强化提供了有力支撑。

摘要：超低温压力容器用钢是指专门应用于液氮（-196 ℃）及以下温度的钢材，需要在极端低温条件下拥有足够的机械强度和韧性。一般来说，随着温度的降低，钢材的强度和硬度会增加，但同时伴随着脆性断裂风险的显著提升以及塑性变形能力的下降，给其在设计和应用上带来极大的困难和挑战。本研究立足于超低温压力容器在-196 ℃及以下温度下高强韧的需求，针对钢材在超低温下的高韧性和高强度难以兼顾的瓶颈问题，从钢材的分类和研究现状出发，分别介绍了在超低温环境下钢材的性能特点。此外，归纳总结了钢在超低温环境下强韧化的新方法、新工艺和研发进展，重点分析了几种典型超低温用钢的低温韧性机理与强化策略，并对其韧-脆转变机理进行总结，其主要包括马氏体相变、位错运动与孪晶形成等微观机制。综述了化学成分、晶体结构和晶粒尺寸等因素对钢材低温韧性的影响。最后，基于现有研究成果，对超低温压力容器用钢的制备和强化进行了展望。

摘要：低合金高强度紧固件钢因其优良的力学性能，符合轻量化发展趋势，广泛应用于汽车、高铁、航空、航天、国防等领域。近年来，随着工业技术的不断进步和对材料性能要求的提高，低合金高强度紧固件钢的发展呈现出新的趋势，预计紧固件实际应用强度级别将突破16.8级。首先通过紧固件产品的典型应用，指出紧固件要求具有良好的力学性能、加工性能及热处理性能，针对特定性能和应用环境实施特别评价，确保安全可靠。其次，分析了高强紧固件钢发展历史及趋势，包括高强紧固件、超高强紧固件及非调质高强紧固件等成分，探讨了成分对钢材性能的提升作用。接着，针对高强度紧固件钢关键技术的研究及应用情况进行介绍，重点对高强紧固件钢成分设计、非金属夹杂物控制、抗延迟断裂研究及钢材制造技术，探讨了相关内容对产品性能的影响，为提高紧固件综合性能，降低氢脆敏感性，满足其制造智能化发展，需使钢中w［H］＜1×10-6，进一步减小夹杂物尺寸，钢中主元素波动范围控制更精确：w［C］±0. 01%，w［Si］±0. 02%，w［Mn］±0. 02%，w［Mo］±0. 01%，低氢脆敏感贝氏体钢快速发展，同时，随着环保法规的日益严格，绿色制造和可循环利用的理念也逐渐渗透到低合金高强度紧固件钢的生产中，电炉钢冶炼及氢冶金品种占比大幅提升。最后，展望了低合金高强度紧固件钢的未来将朝着高性能、低成本、环保和智能化的方向发展。随着科技的进步和市场需求的变化，低合金高强度紧固件钢将在更广泛的领域中发挥重要作用，为现代工业的发展提供坚实的材料基础。

摘要：综述了超超临界汽轮机叶片钢和合金的研究进展和发展现状。叶片材料按使用环境不同，可分为高温叶片和末级大叶片。高温叶片材料，在役600~620℃超超临界电站选用9%~12%系铁素体耐热钢，630℃以上蒸汽参数铁基材料的热稳定性不足，需选用镍基耐热合金，世界首台630℃示范机组选用了80A叶片合金。700℃以上蒸汽参数镍基叶片合金仍处于研发阶段，世界各国的候选材料均为γ’时效强化型镍基合金，我国已开发出W/Mo复合强化的GY200镍基叶片合金。末级大叶片可分为12%Cr马氏体钢、高Cr沉淀强化型不锈钢、钛合金，新一代末级叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN、B50A789G具有更高的强度韧性匹配，将逐渐替代传统的12%Cr马氏体钢和17-4PH叶片钢，应用于大功率机组。从成分控制、二次重熔、锻造开坯、终锻成型工艺等方面，总结了用量最广的铁素体（马氏体）系叶片钢的成分-组织-性能的关系，以及生产过程的关键控制技术。对叶片钢的发展提出建议与展望，未来10年，对于铁素体（马氏体）系叶片钢，低成本的纯净化冶炼技术、批量化的质量稳定性控制技术是未来主要发展方向，对于700℃镍基叶片合金，国内正在开展材料与产品的设计开发攻关，预计2030年形成技术突破，开发出自主化的叶片合金和产品。