钢铁研究总院先进永磁材料基础科学及应用技术研究团队

钢铁研究总院，先进永磁材料基础科学及应用技术研究团队（以下简称团队）是我国在该领域研发实力很强的研究团体。20世纪70年代初期，以我国著名磁学专家戴礼智、

稀土永磁在北京钢铁研究总院的研究与发展

北京钢铁研究总院是中国最早开展稀土永磁研究的单位。自70年代以来相继研制成功1：5型和2：17型稀土钴永磁合金。80年代以后又开发了各类钕铁硼永磁产品，并建立了稀土永磁生产厂，能够生产和销售各类稀土永磁产品。本文简要介绍了双相高性能稀土铁基永磁合金的制造工艺；高稳定NdFeB永磁合金及粘结NdFeB永磁的开发，并列出了各类烧结型稀土永磁，粘结型NdFeB永磁及NdFeB磁粉的物理特性。

钢铁研究总院开发研制成功我国首台大型卧式烧结热等静压机

简单介绍了我国首台大型卧式烧结热等静压机的主要技术性能和应用。

转炉高锰铁水炼钢工艺研究

为了解转炉高锰铁水炼钢情况,对涟钢210 t转炉42炉吹炼终点钢水进行了取样、测温,根据所得到数据计算了锰氧化反应热力学参数(K′Mn,γ(MnO),L Mn)及炉渣碱度、氧化铁、钢水温度对锰氧化热力学参数的影响。对于吹炼终点钢水与炉渣反应的平衡值及反应偏离平衡状况进行了计算。利用回归分析方法,给出了终点钢中含锰量与转炉吹炼工艺参数关系。吹炼终点渣中平均w(TFe)=20.0%,终点钢中平均w(Mn)=0.147%。终渣平均w(MnO)=6.28%,较正常含锰铁水炼钢终渣高,增加了炉渣流动性,有利于化渣。锰的收得率较低(平均23%),与转炉炼钢铁水硅含量高、渣量大有关。

不同海域Custom450高强度不锈钢的腐蚀规律研究

目的 研究Custom450钢在青岛、舟山、厦门及三亚等4个海域大气和飞溅环境中的自然腐蚀规律。方法 采用形貌分析、腐蚀速率、点腐蚀深度分析等方法对Custom450钢在上述4个海域大气和飞溅区的腐蚀规律进行研究。结果 Custom450钢在4个海域大气环境的年平均腐蚀速率相当,且未观察到有点蚀现象发生,舟山海域的年平均腐蚀速率最小,为0.001 41 mm/a,三亚海域的年平均腐蚀速率最大,为0.001 54 mm/a。4个海域飞溅区的年平均腐蚀速率范围为0.0021~0.0028mm/a,舟山海域的年平均腐蚀速率为0.002 1 mm/a,平均及最大点腐蚀深度分别为5.7μm和25.99μm,均低于其他3个海域。结论 Custom450钢在4个海域的大气环境暴露1 a后,未发现明显的腐蚀现象,表明该钢短期内在上述4个海域海洋大气环境中具有良好的耐蚀性。在飞溅环境中的腐蚀速率高于大气环境,且有明显的点腐蚀现象发生,钢中未溶的NbC相会促进点腐蚀现象的发生。

热轧H型钢不同冷却方式的温度场研究及优化

轧后对H型钢进行控制冷却,既能提高强度,又可以节约能源。为了改善热轧H型钢轧后冷却温度场,采用有限元数值模拟不同控冷工艺下的热轧H型钢温度场,并通过差别冷却方式获得相对均匀的温度场。结果表明,针对性地对H型钢圆角加强冷却后,H型钢断面整体温度分布比较均匀,6 s冷却后,腹板和圆角的温差小于45℃。

国产金刚石与进口金刚石对比的试验研究

对三种品级的进口金刚石与国产金刚石样品的性能进行了全面的对比,以了解目前国产金刚石与国外高品级金刚石性能的差异。系统地分析了进口金刚石的性能指标,包括单颗粒静压强度、热冲击强度TTI、冷冲击强度TI、磁化率以及晶型构成等,提出了国产金刚石对标进口金刚石的思路。最后将这些金刚石制成Φ350 mm锯片做切割试验,对比国产与国外金刚石的实际使用效果。试验结果表明:湿切C45混凝土时,国产金刚石与进口金刚石切割速度基本相当,干切C25时,国产金刚石比进口金刚石慢15%左右,进口金刚石的切割手感要好于国产金刚石。从切割后顶刃金刚石状态可以看出进口金刚石切削刃会出现微破碎,能够持续稳定干切。在建筑工程湿切的应用中,国产金刚石的性能接近于国外中档品级产品的水平,干切时和进口金刚石还有一定的差距。

反应堆压力容器“set-on”集成化锻造结构多物理场耦合模拟研究

核反应堆压力容器(RPV)传统采用独立锻件通过焊缝连接的结构形式,由于焊缝为铸态金属组织,属失效分析中的薄弱环节,因此采用集成化锻造结构,确保承压焊缝质量,是提升RPV安全可靠性的重要方法。但是,集成化后的锻造结构存在几何异形、结构复杂、壁厚差异大等问题,其材料组织与性能调控难度大幅增加。针对上述问题,以核电RPV接管“set-on”结构形式为对象,基于结构导热微分及等温转变叠加理论,建立了锻造结构温度-组织-应力的多物理场耦合模型,以调质热处理的奥氏体化及淬火冷却两个阶段为对象,结合淬火冷却介质流-固耦合分析方法,获得锻造结构不同位置处材料组织与性能变化的定量规律,并明确了其关键影响因素。

福建省石墨烯产业发展现状及对策研究

作为福建省的重点发展产业,石墨烯对经济社会发展具有重要的推动力。目前,福建省在石墨资源、石墨烯科技创新及产业化等方面具有较好的基础,但整体来看产业化进展较慢、产业规模偏小、高端技术有待突破。该文针对福建省石墨烯产业发展现状及问题,提出支持高端石墨烯产品开发、充分发挥下游龙头企业牵引作用、强化要素保障、提升技术创新能力等对策建议,以期进一步推动福建省石墨烯产业高质量发展。

驱动电机用无取向硅钢开发与性能调控研究综述

实现“碳达峰”“碳中和”是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求,在落实“双碳”战略、推动绿色发展的背景下,我国新能源汽车产业得到了迅猛发展。驱动电机作为新能源汽车能量转化的核心装置,直接决定新能源汽车的驾乘体验和续航性能,而无取向硅钢作为驱动电机铁芯的关键软磁材料,其性能直接影响驱动电机的能量转换效率、变频加速能力、使用寿命、制造成本等特性。基于驱动电机对高性能无取向硅钢的现实需求,归纳总结国内外典型硅钢生产企业新能源汽车驱动电机用硅钢研发现状,综述驱动电机用硅钢在磁性能、力学性能提升及磁性能与力学性能协同提升方面的研究进展。针对新一代驱动电机的高效率、高转速、大转矩等特点,未来驱动电机用高性能无取向硅钢的研发在成分优化、微观结构控制与薄规格产品开发的基础上,在进一步提高硅钢产品精度和生产效率的同时突破自粘结涂层限制,融合冶金学、材料科学与物理学等多学科理论,进一步实现高性能无取向硅钢开发与驱动电机设计的协同调控。

无取向硅钢中微细夹杂物控制研究进展

随着家电行业变频技术的实施和推广、新能源汽车产业的兴起和电机节能及高效化发展,市场对无取向硅钢的需求持续大幅上升,但同时对无取向硅钢低铁损、高磁感的磁性能要求愈加苛刻。研究表明,钢中小于1μm的微细夹杂物(如MnS、AlN、Al_(2)O_(3)、Cu_(2)S)对其磁性能的劣化最为严重,因此,如何控制无取向硅钢中微细夹杂物的类型、总量、尺寸分布等备受关注。本文归纳总结了研究者对影响磁性能的微细夹杂物尺寸分布界定,从控制机理上分析了钙、稀土变质夹杂物的根本原理,综述了国内外相关生产企业、科研院所微细夹杂物控制工艺技术进展,并在此基础上,结合笔者所在团队科研成果指出了当前无取向硅钢微细夹杂物控制存在的不足以及未来发展趋势,并提出了稀土变质微细夹杂物未解决的关键科学问题。

纳米Ce_(1-4x)(FeAlCoLa)_(x)O_(2-δ)固溶体微观光谱特征及氧化还原性能研究

采用水热法合成Fe^(3+)、Al^(3+)、Co^(2+)及La^(3+)共掺杂纳米Ce_(1-4x)(FeAlCoLa)_(x)O_(2-δ)(x=0.00~0.05)固溶体,利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光光谱(PL)、拉曼光谱(Raman)以及与H2的程序升温还原反应(TPR)等方法对固溶体的微观结构、形貌、光谱特征和氧化还原活性进行系统表征及分析。XRD结果表明,Ce_(1-4x)(FeAlCoLa)_(x)O_(2-δ)固溶体均呈CeO_(2)立方萤石结构,当掺杂量增加到x=0.04时,在36.6°处出现了微弱的Co_(3)O_(4)杂相,可以确定掺杂离子在CeO_(2)晶格中的固溶度x<0.04。样品的(111)衍射峰位向高角度偏移,表明掺杂离子引起晶格发生畸变。TEM及SEM结果显示样品为球形纳米颗粒,掺杂离子引起晶面间距变小。紫外吸收光谱表明,与纯CeO_(2)相比,掺杂样品的吸收边逐渐红移,在560~780 nm范围观察到掺杂离子的紫外吸收峰。掺杂引起样品能隙降低,从2.84 eV(纯CeO_(2))逐渐降低至2.10 eV(x=0.05)。其原因可归结为掺杂离子在CeO_(2)的价带和导带之间形成新的杂质能级,允许电子从价带跃迁到较低的杂质能级上,继而降低了跃迁能隙。由于掺杂离子引起晶格内部发生畸变以及氧空位比例增大,阻碍了电子的高能跃迁,也可引起能隙减小。荧光光谱证明,掺杂样品的发射峰强度明显降低。Raman光谱表明,掺杂引起F_(2g)峰位发生偏移,峰强减小,峰宽变大。同时,对应于氧空位峰的相对强度逐渐提高。荧光光谱及Raman光谱均证明掺杂离子引起固溶体晶格畸变程度增加,氧空位浓度提高。H_(2)-TPR测试表明,掺杂可以有效降低CeO_(2)的氧化还原反应温度,提高氧化还原活性,当x=0.03的样品表面还原温度最低,还原峰的面积最大,即氧化还原反应活性最佳,表明样品的氧化还原性能与晶粒尺寸、晶格缺陷及氧空位浓度密切相关。通过以上研究证明,四种离子共掺杂CeO_(2)能够有效修饰微观晶体结构,在较低掺杂浓度下即可显著改善样品的催化活性。

增材制造钢中氧化物形成及其控制的研究进展

简述了增材制造高性能钢中氧化物的研究概况,包括氧化物的特征和形成,氧化物对熔池的影响,氧化物的破坏和重构机制以及氧化物在熔池中的运动情况,阐述了实现氧化物无害化的设计思路,以期对未来金属增材制造过程中氧化物无害化的研究提供参考。

非晶电机定子铁芯的制备工艺及最新研究进展

非晶合金凭借优异的综合软磁性能,尤其是在高频下有着极低的损耗而在高速电机领域备受关注。概述了非晶电机的优势和类型,综述了非晶定子铁芯的关键制备工艺,对比了径向叠压和轴向卷绕铁芯、模块拼接和整体成型铁芯以及有槽和无槽铁芯的各自优缺点。从退火处理、浸胶固化以及加工成型方式的角度总结了上述制备工艺对非晶带材和铁芯的性能影响。最后,结合非晶电机的最新研究进展,分析了当前非晶合金应用于电机定子铁芯存在的问题,并对未来非晶电机定子铁芯加工方法的发展进行了展望。

440 MPa级高强钢焊条熔敷金属组织与低温冲击韧性研究

为满足440 MPa级高强钢对焊接材料的需求,研制了三种焊条,并进行了熔敷金属焊接试验,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段研究了熔敷金属组织与低温冲击韧性.结果表明,随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,熔敷金属的-40℃平均冲击吸收功从35.7 J逐渐增至96.3 J,低温冲击韧性逐渐提高;随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,虽然熔敷金属中M23C6型碳化物含量逐渐增大,但是熔敷金属的CCT曲线逐渐右移,相变温度逐渐降低,使得针状铁素体含量逐渐增加,铁素体板条尺寸逐渐减小和板条间交织状分布趋势逐渐增强,M-A组元含量及尺寸逐渐减小,是低温冲击韧性逐渐提高的主要原因;含Cu熔敷金属中夹杂物外层会形成CuS,针状铁素体形核更容易,有利于低温冲击韧性提高.