科技前沿

• 镀镍碳纤维/铁硅铝/环氧树脂复合涂层的制备及吸波性能的研究

  王嘉琪;杨健;刘毅;

  随着无线通信技术的普及，电磁污染已成为影响设备运行与人体健康的新型环境问题。为应对这一挑战，本文研制了一种基于镀镍碳纤维（Ni@CFs）与铁硅铝（FeSiAl）的复合吸波涂层，并系统研究了其吸收电磁波的性能。实验通过化学镀工艺在碳纤维表面包覆镍层，再将其与片状FeSiAl粉末共同分散于环氧树脂中，制备出兼具介电损耗与磁损耗的双功能吸波涂层。研究显示，随着镀镍碳纤维含量的增加，涂层的电磁参数逐步提升，阻抗匹配性能显著改善。当镀镍碳纤维质量分数为0.8%、涂层厚度为1.8 mm时，该材料在10.9～12.4 GHz频段内反射损耗最低可达-46.1 d B，有效吸收带宽为1.5 GHz；厚度增至2.2 mm时，吸收带宽进一步扩展至3.4 GHz(8.3～11.7 GHz)，反射损耗为-17.6 d B。本研究为开发高效、轻质的电磁波吸收材料提供了新思路，在电子信息防护、军事隐身技术及人体健康保护等领域具有广泛的应用前景。

  2026年02期 No.244 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1811K]
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• 冰点之下的火焰奇迹：亚冬会“澎湃”火炬如何扛住极寒与狂风？

  张俊海;

  在零下25℃的极寒与10级狂风交织的哈尔滨松花江畔，2025年亚冬会火炬“澎湃”实现了“冰与火共存”的奇迹。为应对冰雪、低温和强风三重挑战，本文基于一项自主专利技术，构建了一套从极端环境需求出发，贯穿材料选择、工艺创新到性能验证的完整研发体系。文章介绍了316L不锈钢、TC4钛合金和GH4169高温合金3种金属材料如何“各司其职”——有的耐腐蚀、有的轻如羽、有的坚如钢，并通过激光深熔焊、3D打印蜡模铸造、深冷处理等前沿工艺，打造出既轻盈又坚固的火炬核心部件。实验结果表明，火炬在-25℃无风环境下可连续燃烧20 h，在-10℃、10级强风中火焰依然稳定挺拔。这套技术不仅为大型赛事火炬提供了可靠方案，也为极地装备、航空发动机等极端环境设备的材料与工艺创新提供了可借鉴的思路。

  2026年02期 No.244 10-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K]
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炉火探秘

• 钢液洁净度提升：钎具钢23CrNi3MoA非金属夹杂物控制

  刘珅;刘国豪;李松建;马冰;刘微;康成玉;兰鹏;

  针对广泛用于制造钎具的23CrNi3MoA钢，系统研究了如何通过优化冶炼工艺，显著降低钢中有害非金属夹杂物的含量。通过优化电弧炉脱氧工艺，将精炼到站铝质量分数控制在0.02%～0.035%，精炼炉渣碱度调整至9.10、MI=w(CaO)/[w(SiO_2)·w(Al_2O_3)]值维持在0.3附近，真空脱气（VD）流量调至40 L/min，采用碳化稻壳+覆盖剂双层保温措施，降低出钢温度，中间包烘烤增加引风装置以及调整中包堰、坝高度差等措施，成功将钢材中最具危害的铝氧化物类夹杂物（B类）的控制合格率从76.8%提升至97.4%，同时使单位面积内的夹杂物数量减少了约2/3。这些措施有效提升了钢材的纯净度与整体性能，为高品质特种钢的生产提供了切实可行的工艺方案。

  2026年02期 No.244 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K]
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• 电子束熔炼中Ti–5Cu合金元素挥发预测与控制——基于热力学模型的数值计算与实验验证

  王军;化涛;俞有根;张晋;曹瑞;肖自江;

  钛合金在电子束冷床炉熔炼过程中，某些元素因高真空环境易挥发损失，影响最终铸锭成分的准确性。本文以Ti–5Cu合金为研究对象，采用Miedema生成热模型计算合金中Ti与Cu的活度系数，并结合Langmuir挥发定律预测Cu元素的饱和蒸气压与挥发速率。结果表明，随着温度升高，Cu的活度系数变化显著，而Ti的活度系数趋于稳定。计算得出Cu元素的理论挥发率为50.07%，实际熔炼实验中的挥发率为50.00%，两者高度吻合。铸锭中Cu元素分布均匀，各取样点质量分数极差均小于1%，符合工业成分控制要求。本研究通过热力学模型成功预测熔炼过程中元素的挥发行为，为钛合金电子束熔炼的工艺优化与成分控制提供了可靠的理论依据。

  2026年02期 No.244 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1524K]
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金属变形记

• 面向汽车轻量化需求的600 MPa级冷冲压汽车桥壳钢生产实践

  邢天庆;李超;耿云飞;郭隆;薛强;张娜;

  随着国家对节能减排要求的不断提高，汽车轻量化已成为重要发展方向。汽车驱动桥壳，作为承载车身重量和传递动力的关键“骨骼”，其材料在保证足够强度的同时，更需要具备良好的可加工性和韧性。本文聚焦于一种新型高强度桥壳钢——Q500QK的研发与生产。通过调整钢的成分（如采用低碳并添加微量铌、钛等元素），并精确控制加热、轧制和冷却的温度，成功生产出厚度为12 mm、适用于冷冲压工艺的Q500QK钢板。实践证明，该钢板强度均匀稳定，内部晶粒细小，低温下依然保持优异的抗冲击韧性。用其制造的桥壳零件，在保证承载能力和疲劳寿命的同时，实现了显著的减重效果。这为商用车在满足严苛排放标准的前提下，实现“强健”与“轻盈”的统一，提供了一种可靠的材料解决方案。

  2026年02期 No.244 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K]
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• 高次辊形技术：热轧薄规格带钢肋浪控制

  毛亮;姚驰寰;付玉强;施宇;马欢;

  在常规热连轧生产中，薄规格带钢常出现一种称为“肋浪”的板形缺陷，表现为带钢两侧对称的波浪形起伏。这种缺陷不仅影响产品外观，更会导致边部开裂、后续工序难以处理等质量问题。传统板形控制手段如弯辊、窜辊等方法，对肋浪往往效果有限，成为制约薄规格带钢稳定生产的关键难题。研究发现，肋浪的产生与轧制过程中带钢断面形状与辊缝形状不匹配密切相关。上游机架在大压力、大压下量条件下，易使带钢形成复杂的高次断面轮廓；而下游机架尤其是末机架，因轧制力小、厚度薄，辊缝形状难以适应来料轮廓，导致带钢肋部区域压下过大、压应力集中，从而引发肋浪。为此，本文提出一种新型高次辊形设计方法，通过在工作辊轮廓中融合二次、四次、六次等多阶凸度分量，实现对辊缝形状的精细化调节，使其更好地匹配上游来料的复杂断面。该辊形既保持与传统窜辊工艺的兼容性，又能针对肋浪位置进行局部补偿，有效降低肋部压应力。仿真分析与工业试验均表明，采用该高次辊形后，薄规格带钢肋浪显著减轻，板形质量得到可靠提升。本研究为热轧薄规格高次浪形控制提供了一种行之有效的技术途径。

  2026年02期 No.244 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1544K]
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• 一种高性能钛合金支座结构的创新制造方案

  李佩;袁晓玲;李斌;赵欢;黄洋;梁飞艳;

  钛合金以其轻质、高强、耐腐蚀的优异性能，已成为海洋工程与高端装备的关键材料。本文以某水下设备用TC4钛合金支座为例，探讨了一种复杂厚壁结构件的焊接成形制造方案。与传统的铸造工艺相比，焊接成形能有效避免气孔等缺陷，在提升结构强度与可靠性的同时，兼具更好的经济性。文中系统梳理了该结构件制造过程中的核心挑战：如何控制焊接变形、保证全焊透焊缝质量，并满足严格的形位公差要求。通过选用手工钨极氩弧焊作为主要焊接方法，并配套设计了专用焊接工装、铜制保护罩及严格的焊接保护与清理流程，有效保障了焊缝质量。焊后采用整体热处理以消除残余应力，并通过定制化的机加工策略与表面钝化处理，最终确保了构件尺寸精度与长效耐腐蚀性。本研究为类似复杂钛合金结构件的制造提供了可靠的技术路径与实践参考。

  2026年02期 No.244 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K]
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• 单机架可逆冷轧机成材率的提高

  汤文锋;

  成材率偏低一直是单机架可逆冷轧机生产效率提升的难题。传统改进方法往往依赖设备升级或原料质量控制，成本较高。本文从生产实际操作入手，在不新增投入的前提下，聚焦两大关键环节——减少带钢头尾超厚段、优化卷取机缠绕圈数，通过调整轧制压力、张力等参数，并结合人工经验与自动控制模型的融合，实现成材率的有效提升。经过现场试验与数据对比，该优化方案使成材率最高提升0.54%，验证了“零成本”提效的可行性，为同类冷轧生产提供了可借鉴的实践路径。

  2026年02期 No.244 46-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
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• 小方坯连铸“精准控重”的关键因素与优化方案——如何减少钢材浪费？

  谭杜;

  在钢铁连铸生产中，小方坯的精准质量控制直接影响着轧钢成材率，但高速铸造时钢坯质量常受多种因素影响。为破解这一难题，本研究从生产一线的四大痛点入手：结晶器通钢量波动、中间包温度变化、拉速波动及铸坯脱方，提出系统性解决方案。通过工业现场改善（二冷区加装侧支撑辊矫正变形）、速度分级管理（制定连浇炉拉速标准）、测量黑科技升级（编码器+辅助测量辊实现±2.8 kg精度突破），以及AI预测模型（基于10万组数据训练定长算法），成功将钢坯质量合格率从48.86%提升至85%。这些改进让每支钢坯的“体重偏差”平均减少15 kg，相当于每年为企业减少近千吨钢材浪费，真正实现了“斤斤计较”的智慧铸造。

  2026年02期 No.244 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K]
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材料物语

• 纳米镍粉增强银基触点材料的制备及其抗电弧侵蚀性能研究

  李嘉文;张慧敏;李智国;龙洲;翟宇超;宋文冰;王军;

  为提升银镍（AgNi）触点的抗熔焊性能与使用寿命，采用高能球磨与放电等离子烧结技术，成功制备了不同纳米镍（Ni）含量的银基触点材料，并系统探究了不同电弧侵蚀次数下的抗电弧侵蚀行为。实验表明，当镍质量分数为10%时，材料硬度适中（HV 67.9），且经5000次电弧侵蚀后，其表面仍保持平整，未出现明显裂纹或大范围烧蚀坑，表观出良好的抗损伤与电流分散特性。相比之下，镍含量为20%的材料硬度更高（HV 109），但在电火花长期作用下表面损伤更为显著。综合而言，纳米镍质量分数为10%的银镍复合材料在保持良好导电与机械性能的同时，具备更优的物理性能和抗电弧侵蚀性能。

  2026年02期 No.244 56-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K]
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• 核级锆合金管材真空退火均匀性研究

  孙涛涛;张伟;马天洋;袁波;刘琼;丁郁航;

  锆合金被称为核电站的“金属盔甲”，广泛用于核燃料包壳等关键部件。它的性能直接影响核反应堆的安全与寿命。在锆合金管材的制备过程中，退火能够调整其内部结构，从而提升耐腐蚀性和力学性能。然而，在大型真空退火炉中进行批量处理时，炉内温度是否均匀，一直是影响产品质量一致性的重要难题。本研究针对外径38 mm的Zr-4合金管材，在工业级真空退火炉中模拟实际生产条件，通过在不同区域布置温度传感器，实时监测退火过程中的温度变化。实验后，对管材的气体元素、微观组织、耐腐蚀性能和硬度进行了系统检测。结果显示，即使炉内不同区域在升温和降温阶段存在一定温差（不超过37℃），在退火温度（580±8）℃、保温时间180 min下，管材的各项性能仍能保持高度一致，完全符合核级技术标准。

  2026年02期 No.244 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K]
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冶途质检站

• 先进高强钢热轧卷内氧化影响因素及调控策略研究现状

  刘自贺;刘宏强;王立辉;董伊康;

  先进高强钢兼具高强度和良好的成形性，是重要的汽车轻量化材料。然而，受Mn、Si等活泼性元素影响，先进高强钢在热轧卷取过程中极易发生内氧化。特别是当钢中的Si含量较高时，氧化会趋于沿晶界发生，导致晶粒间的结合力变弱，诱发严重的表面缺陷。热轧卷内氧化被普遍认为是制约先进高强钢表面质量的关键瓶颈之一。本文综述了现有研究工作，首先介绍了先进高强钢热轧卷沿晶内氧化过程的速率控制步骤，然后对其影响因素（包括卷取温度、冷却速率和合金元素）进行了分析，最后对解决热轧卷沿晶内氧化问题、获得高表面质量的先进高强钢提出了展望。

  2026年02期 No.244 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K]
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• SPHC带钢“翘皮”缺陷的工艺控制实践——基于铸坯质量优化

  韦耀环;李文思;王伟胜;周律敏;韦毅;龙连;

  冷轧带钢在生产中常出现一种名为“翘皮”的表面缺陷，该缺陷不仅影响产品外观，更会损害其力学性能，是制约产品质量提升的关键问题。本文针对SPHC系列带钢在生产中频繁出现的夹杂翘皮缺陷，开展了系统的成因分析与工艺优化实践。通过对缺陷样品进行电镜观察与成分分析，发现翘皮处存在大量微小夹杂物，主要成分为氧化铝、二氧化硅、氧化锰等，部分还含有保护渣特有的氧化钙、氧化钠成分，说明缺陷主要源于钢液中的氧化物夹杂以及连铸过程中的保护渣卷入。为解决这一问题，从连铸环节入手，实施了一系列工艺改进：选用更大孔径的水口以稳定结晶器内钢液流动；在中间包内加装挡墙，优化钢液流场与温度分布；加强铸机设备精度维护；细化冷却工艺参数；并优化排渣操作程序，减少生产过程中的液面波动。同时，利用数值模拟软件FLUENT对改进前后的中间包流动与传热行为进行了对比分析，从理论上验证了挡墙对稳定流场、均匀温度的积极作用。实践表明，上述综合措施实施后，SPHC带钢的夹杂翘皮缺陷率显著降低，降幅约达60%，有效提升了产品合格率，为稳定冷轧卷生产、降低生产成本提供了可靠的技术支持。

  2026年02期 No.244 76-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1860K]
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• 不锈钢表面“长绿斑”是怎么回事？——不锈钢卷绿斑成因分析

  张君平;王德胜;周嘉晟;任洪彦;黄振园;

  20Cr13、30Cr13、SUS430等400系不锈钢卷经罩式炉退火酸洗后，头尾表面易出现绿色斑块。这些绿斑不仅影响外观，还会导致产品需切割报废，造成经济损失。本文通过扫描电镜和能谱分析，发现绿斑中普遍含有氯离子（Cl-），并确定其主要成分为氯化亚铁（Fe Cl2）。研究指出，绿斑的形成与生产、储运过程中接触含氯介质密切相关——无论是热轧工序中的冷却水，还是海运途中接触的海水、雨水或含氯雾气，都可能使氯离子渗入钢材表面疏松的氧化皮层，引发点蚀，进而在后续退火与酸洗中形成难以去除的绿色残留物。为预防绿斑产生，建议在生产中严格控制用水的氯离子含量，并在储存与运输中加强防潮防雨措施，避免钢材直接暴露于含氯环境。本文通过科学分析，为理解与解决不锈钢“绿斑”问题提供了清晰的思路与实践指导。

  2026年02期 No.244 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K]
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冶金环保风

• 表面改性活塞环与气缸套在甲醇燃料环境中的配对研究

  何宇航;付景国;廖晓钢;陈长钦;王连佳;

  在全球航运业加速向绿色低碳转型的背景下，甲醇燃料因其清洁、可再生的特性，正成为船舶动力系统的重要替代能源。然而，甲醇在燃烧过程中会产生甲醛、甲酸等不完全燃烧产物，这些物质混入润滑油后，可能加剧发动机关键摩擦部件——气缸套与活塞环的磨损与腐蚀，影响发动机的可靠性与使用寿命。为此，本研究模拟甲醇发动机的实际润滑环境，在润滑油中加入了典型甲醇燃烧产物（甲醛、甲酸及未燃甲醇），系统比较了3种常见表面改性活塞环——镀陶瓷（CKS）、镀铬（Cr）和氮化（Nitriding）活塞环，与球墨铸铁气缸套的配对性能。通过模拟发动机启动、稳定运行及突发缺油等不同工况的摩擦磨损试验，综合评价了各配对副在减摩、耐磨和抗突发故障方面的表现。试验结果表明：氮化活塞环在含甲醇燃烧产物的润滑条件下表现最为全面，其平均摩擦系数最低，抗突发缺油能力最强，且与气缸套的磨损协调性良好。镀陶瓷活塞环在耐磨性方面也有不错表现，而镀铬活塞环在甲醇环境下则相对逊色。本研究为甲醇燃料发动机中气缸套–活塞环的优选配对提供了实验依据，有助于推动甲醇动力船舶向更可靠、更高效、更长寿的方向发展，助力航运业绿色转型。

  2026年02期 No.244 92-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 2244K]
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• 绿色炼钢“热身术”：五种废钢预热与加料工艺解析

  崔荣峰;范章婷;

  在钢铁生产中，提高废钢使用比例不仅是提升产量的有效手段，更是推动行业绿色发展、实现“双碳”目标的关键路径。废钢预热与加料工艺，作为提升废钢利用效率的核心环节，直接影响炼钢的能耗、排放与经济效益。本文系统梳理了国内目前常见的5种废钢预热与加料工艺——包括铁水罐废钢加料、废钢烘烤炉、水平振动式预热加料、顶枪式预热加料以及隧道窑式预热加料，分别从工艺流程、技术特点、适用场景与经济性等方面进行了详细阐述与对比分析。文章旨在为钢铁企业依据自身生产条件选择合适的废钢处理工艺提供科学参考，助力其在提升生产效率的同时，实现节能降耗、清洁生产与可持续发展。

  2026年02期 No.244 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1603K]
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