高熵合金

• 《高熵合金》开栏语

  张勇;

  <正>高熵合金的萌芽最早可追溯至18世纪末期,但是直到2004年高熵合金的概念才正式进入大众的视野。学者Yan等将高熵合金的发现发展分为3个阶段:快速冷却金属玻璃(1947—1990年)、高熵金属玻璃(1990—至今)、高熵合金(2004—至今)。高熵合金在诸多方面展现出优于传统的单一主元合金的强大性能:耐高温性、耐磨性、抗辐照性等等,在国防、航空航天、医疗等领域展现强大的应用前景,成为近些年研究的热点,同时满足了科技发展以及国民经济建设对高性能合金材料的需求。

  2023年06期 No.230 1页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K]
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• 探秘高熵合金纳米材料：催化领域的一次飞跃

  姚永刚;刘浩杰;

  高熵合金是一种由5种或更多的金属元素以相等或接近相等的比例组成的新型合金，具有灵活可调的多元化结构和潜在的特性。随着合成技术的不断进步，让可控合成纳米尺度的高熵合金成为现实，因其独特的微观结构、优异的热稳定性，高熵合金纳米材料在电/热催化和清洁能源转换等方面表现出巨大应用潜力。本文主要介绍对高熵合金纳米材料的基本见解、先进的合成和表征技术并讨论其催化应用。

  2023年06期 No.230 2-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2700K]
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• 共晶高熵合金

  晋玺;乔珺威;

  共晶合金是工业上广泛应用的一类铸造合金，具有优异的充型能力、机械性能、组织均匀性以及稳定性等。统计发现，大约70%的传统二元合金中存在着共晶转变，所形成的共晶合金大多性能较差，这主要受限于其固定的共晶点、相体积分数以及有限的相组成。相较于传统共晶合金，共晶高熵合金含有更多的组成元素，同时共晶成分由一个点扩展为一定的成分区间，因而力学性能、物理性能以及化学性能具有更大的调控范围，具有更广阔的应用前景。

  2023年06期 No.230 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1943K]
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热点聚焦

• 3D打印钽医用金属材料

  杨振宇;朱江奇;闫星辰;

  钽是一种稀有金属，具有良好的高温力学性能、抗腐蚀性能和生物相容性，在航空航天、电子和医疗等领域具有广泛的应用价值。本文介绍了钽的基本性能、钽矿的分布、冶炼流程以及钽在相关领域的应用，重点介绍了3D打印制备医用钽的优势及医用钽在生物医用方面的研究进程与临床应用。

  2023年06期 No.230 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K]
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• 氧化铝弥散铜电极材料在汽车点焊中的应用

  胡依婕;杨扬;傅清波;刘卫平;

  在汽车车身连接制造中，常用的点焊电极有铬锆铜电极、氧化铝弥散铜电极、涂层电极等。氧化铝弥散铜电极因其高强高硬高电导率及高软化温度等特性，在汽车轻量化车身材料的点焊领域有极大的应用优势和潜力，可代替铬锆铜等普通铜合金电极满足日益严苛的使用工况。随着国内研究的深入，性能佳、成本低的氧化铝弥散铜合金将迎来更广阔的市场前景。

  2023年06期 No.230 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1645K]
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知识园地

• 钢铁工业及冶炼工艺发展——铁的趣闻（2）

  贾成厂;

  千年不腐的木乃伊闻名遐迩，千年不锈的铁器存在吗？物美价廉、生活中无处不在的铁质品始于何时，如何演变？钢铁的发展与工业革命和两次世界大战有何相互影响？钢与铁有何区别、如何炼制？除了Fe元素，钢铁中还有哪些元素，作用为何？钢铁冶炼的主要工艺有哪些？钢铁材料的“四把火”是什么？作为金属材料中应用范围最广、种类最多的材料，钢铁的冶炼、加工、热处理等工艺，也是金属材料中最丰富，最成熟的。现在就让我们走进钢铁的世界，领略一下它悠久的历史与精湛的工艺吧。

  2023年06期 No.230 30-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1971K]
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• 陨铁知识在材料科学基础课程教学中作用的分析

  杨平;

  陨铁知识涉及天文学、地质学、考古学和材料科学。陨铁美丽的维斯台登纹蕴含了丰富的信息，也是一些爱好者的收藏品。本文分析了陨铁作为材料科学基础课程教具所起的多方面的作用，比如维斯台登纹与金相学的关系、包含的相变取向关系信息、与钢和钛中魏氏组织的关系以及与老一代冶金学家的联系，重温了柯俊先生早年铜钺铁刃商代兵器中使用陨铁的经典鉴定案例，希望学生或读者从中获取丰富的专业知识，提高综合能力，培养专业兴趣，热爱材料专业。

  2023年06期 No.230 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2106K]
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• 关于远古时期中国人工冶铜技术“西来说”

  毛卫民;王开平;

  近些年来，南西伯利亚地区的一些考古发掘，支撑了远古中国人工冶铜技术来自西亚的“西来说”。公元前30世纪之前中国已经有了零星的人工冶铜技术，到公元前20世纪中国的人工冶铜技术逐渐普及，至铁器时代之前中国经历了繁荣发达的铜器时代，且并不存在西方社会那种因铜矿资源和高温技术的局限而导致的铜器使用量明显下降，进而不得不在很长时期内重新增加石器使用量的铜石并用时代。与西亚地区相比，新石器时代末期中国广大地区的铜矿资源分布更广泛、用于人工冶铜的烧窑温度更高（普遍达到高温冶铜所需的1000°C），因此不存在人工冶铜技术需要来自西亚的必要性和必然性。公元前20世纪之前北高加索及西伯利亚寒冷地带形成了气候屏障，而喜马拉雅山脉的剧烈隆升导致了由喜马拉雅山、青藏高原、帕米尔高原等连接而成的地理阻拦，并存在多个沙漠地带构成的地质隔绝，这些虽未能杜绝西亚与南西伯利亚东部以及中国内地之间有限的人员和物品交流，但会阻碍人类大规模的跨越迁移及系统性技术的传播。公元前20世纪以前，并不存在把西亚的铜矿石运到南西伯利亚东部的可能，当时两地铜器化学成分的相似性或源于两地铜矿石成分较相近，或源于铜器异地重熔。在南西伯利亚东部所发现早期铜器的位置均处于与西亚之间的气候屏障和地理阻隔的东南侧，该区域更容易与中国新疆乃至中原地区，而并非与西亚地区发生密切的交流和联系。因此，远古中国人工冶铜技术“西来说”尚难成立。

  2023年06期 No.230 47-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K]
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企业论坛

• 镀锌线后处理塔涂层干燥系统应用及技术改造

  胡俊;方锟;余琼;林康;唐家亮;孙学;

  介绍了马钢（合肥）钢铁有限责任公司连续热镀锌线后处理塔涂层干燥系统的工作原理，并从实际生产应用中发现该系统的硬件和软件存在原始设计不足和操作不便。通过对后处理塔涂层干燥系统的改造，实现了燃烧器点火稳定，解决了空燃比波动大影响整个点火成功率问题；新增废气调节阀解决了废气排放产生过大负压的问题，操作画面一键式点火，无需去现场手动点火，减轻了工作强度；这些优化改造大大提高了操作的便捷性，实现了后处理塔系统的可靠高效使用。

  2023年06期 No.230 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1933K]
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• 180t转炉影响氧气消耗量因素分析

  彭飞;战东平;张艳龙;许谦;

  供氧吹炼是转炉冶炼过程中最重要的一环，氧气消耗关系到转炉生产能耗及成本。本文根据本钢180 t转炉的现场调研数据分析了铁水碳含量、造渣料、铁水成分以及钢水终点碳含量等因素对转炉冶炼氧气消耗的影响。结果表明，在转炉冶炼过程中铁水的碳含量越高则消耗的氧气就越多，铁水碳质量分数从4.2%提升到4.5%后，氧气消耗量提升10 m~3/t左右。铁水中的硅、磷等元素在吹炼过程中和氧气发生反应生成SiO_2以及P_2O_5，增加氧气的消耗量，其中磷质量分数每提升0.01%，氧气消耗量提升2.7 m~3/t左右，硅质量分数每提升0.05%，则氧气消耗量大约提升2.0 m~3/t。石灰、白云石等造渣剂在高温冶炼过程中会发生分解或者与钢中的元素发生反应从而向熔池内提供少量的氧元素，在一定程度上影响氧气的消耗量。

  2023年06期 No.230 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K]
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工艺与装备

• 表面处理对Zr-4合金TREX均匀腐蚀性能的影响

  刘琼;孙涛涛;杨锋;李宇力;马天洋;

  针对Zr-4合金TREX(Tube Reduced Extrusions)管坯生产中经静水腐蚀后样品表面出现白点的问题，通过扫描电镜、能谱对经过不同表面处理后的腐蚀样品进行对比分析，结果表明：腐蚀样品制备过程中，样品酸洗后酸液残留及样品表面机加、砂纸打磨后杂质带入可能造成腐蚀提前发生“转折”，导致样品出现不规则分布的疏松白色产物；降低样品表面粗糙度，延长样品清洗时间，可充分清洗样品表面杂质和酸液残留，避免样品表面出现腐蚀白点。

  2023年06期 No.230 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
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• TA1纯钛板材组织和拉伸过程分析

  张亚峰;张明玉;岳旭;同晓乐;李峰丽;胡雅歌;

  选取TA1纯钛板材，对其进行微观组织和拉伸实验分析。结果表明：TA1纯钛板材的组织以等轴α相为主，并有微量的晶间β相存在于等轴α相之间，X射线衍射的衍射峰均为α相，电子背散射衍射（EBSD）分析其密排六方结构的α钛的体积分数为99.2%，体心立方结构的β钛为0.8%，由极图可得，其基面织构较强，最大值达到6.85，其ND方向（板材横向）于晶粒之间的夹角较小，板材沿轧制方向（RD方向）织构较强；拉伸过程可分为3个阶段：初始阶段、强化阶段、颈缩阶段；拉伸试样的断口微观形貌主要由韧窝构成。

  2023年06期 No.230 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1894K]
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• 振动时效消除排汽接管法兰与筒体焊缝残余应力的研究

  马琳 ;刘谦 ;李艳 ;谢龙 ;孙昊 ;

  焊接应力是由焊接时不均匀加热所引起，它影响产品的使用性能和结构稳定性。现在已有一些方法用于消除一定程度的残余应力，其中频谱谐波振动时效方法因其尺寸稳定性好，应力消除率高等优点而逐渐被广泛使用。本文研究了使用频谱谐波振动时效处理排汽接管排汽法兰与筒体焊接焊缝，在实验过程中设备成本低、效率高、节能环保，有效地降低了焊缝处的残余应力，未产生焊缝缺陷。对类似结构产品焊后除应力可提供有效的指导。

  2023年06期 No.230 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1736K]
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成果展示

• 多元线性回归分析在焦炭冷强度预测中的应用

  王喆;吴镇君;吴旭;

  根据200组配合煤的煤质分析数据，运用多元线性回归分析，共建立了4种模型，分别对焦炭的抗碎强度、耐磨强度进行预测。采用最少的自变量——挥发分和黏结指数，对焦炭冷强度进行线性回归，相对误差较大。在此基础上，引入灰分、胶质层最大厚度、最终收缩度和细度等参数，可进一步提高焦炭冷强度预测的准确性，六元线性回归分析在这4种模型中，相对误差最小。通过配合煤数据的多元线性回归分析可以准确预测焦炭冷强度的大小，同时也可对焦炭冷强度的测定值进行校核。

  2023年06期 No.230 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K]
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• 酸轧超宽幅板乳化液斑缺陷控制技术

  王闯;侯立宁;侯珍珠;

  简要介绍某钢厂酸轧机组乳化液系统中乳化液斑产生的原因和机理，确定造成乳化液斑缺陷与乳化液杂油含量有关，通过对油路改造，辊箱密封，油压等调整，使乳化液斑缺陷率下降36%，提高了超宽幅板表面质量合格率，减少客户抱怨，保证交货期。

  2023年06期 No.230 85-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K]
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• 本钢CDCM机组硅钢产品生产工艺开发

  李刚;

  本钢硅钢产品采用酸洗—单机架轧机—退火—重卷的工艺路线生产，随着用户订单的增加，产能无法满足客户需求。低牌号硅钢产品的机械性能与碳钢产品接近，考虑利用酸轧联合机组（CDCM）四辊四机架连轧机进行生产，开发酸轧联合机组—退火—重卷新工艺路线，确定了硅钢产品在酸洗轧机机组的酸洗工艺制度、乳化液制度及轧制压下制度等，成功批量生产出低牌号硅钢产品。

  2023年06期 No.230 88-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K]
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