综述

• 激光粉末床熔融制备316L不锈钢及其抗腐蚀性能研究进展

  张银玲;安钰坤;宗然;王远鑫;

  激光粉末床熔融(LPBF)技术因具有高设计自由度与近净成形能力，成为制造复杂结构316L奥氏体不锈钢部件的有效手段.但该技术特有的超快熔凝动力学过程导致材料微观组织呈现显著异质性，易诱发Cr/Mo胞界偏析及残余应力集中，显著降低钝化膜稳定性，提高点蚀萌生敏感性和应力腐蚀开裂风险.因此，利用优化成形工艺同步实现力学和抗腐蚀性能的提升，建立加工工艺-显微组织-抗腐蚀性能关系，对于大批量生产高性能LPBF-316L不锈钢部件至关重要.然而，当前关于LPBF过程中的合金凝固及再结晶等对316L不锈钢抗腐蚀性能的影响机制研究仍不足.本文全面综述了粉末原料与制备策略对LPBF-316L不锈钢中气孔、未熔合区等固有缺陷，微观组织演变和抗腐蚀性能的影响，分析了孔隙率、胞状结构、残余拉应力三类关键腐蚀诱因，提出了多尺度工艺参数协同调控、后处理技术及原料改性等策略，并对跨尺度腐蚀技术以及工程化应用适配性研究等未来发展方向进行了展望.

  2026年01期 v.25;No.105 1-11+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2056K]
  

冶金

• 稀土La对2.0 GPa超高强度钢中夹杂物和性能的影响

  张云飞;战东平;李吉航;姜周华;

  利用真空感应炉冶炼，并依靠金相显微镜、扫描电镜、EBSD检测、XRD衍射分析以及拉伸和冲击测试等表征手段，研究添加不同质量分数的稀土La对2.0 GPa超高强度钢中夹杂物、组织和力学性能的影响.结果表明：当钢中La质量分数从0(无添加)提高到0.003 2%并继续提高到0.022%时，夹杂物先从多边形氧化铝类夹杂物MgO·Al_2O_3向球状稀土复合夹杂物LaAlO_3-La_2O_2S演变，然后再向稀土复合氧硫化物LaS-La_2O_2S演变；时效后的残余奥氏体体积分数先从1.85%到3.05%,再到5.17%,提升率分别为64.9%和69.5%;冲击功则从11.9 J分别提高至14.1 J和15.3 J,提升率分别为18.5%和8.5%.稀土La使钢中夹杂物球化改性，残余奥氏体体积分数提高，冲击功提升显著.然而，当La过量添加至0.022%时，钢的屈服强度从1.596 GPa降低至1.476 GPa,降低了0.120 GPa.这证明了稀土La的最优添加量为0.003 2%,此时2.0 GPa超高强度钢的韧性改善明显.

  2026年01期 v.25;No.105 12-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2249K]
  

• CaO对焦炭在CO₂+20%H₂O气氛下溶损动力学的影响

  张帅宇;窦明辉;韩嘉伟;罗云红;冯志洋;孙章;

  为了探究富氢高炉内高反应性焦炭的溶损反应特性，考察了基础焦炭(BC)和Ca基高反应性焦炭(BC+Ca)在1 000、1 100、1 200℃和CO_2+20%H_2O(体积分数，下同)、N_2+20%H_2O、CO_2气氛下的溶损反应过程，通过检测反应尾气中CO和H_2的摩尔分数，分析碳溶反应■和水煤气反应■的动力学过程，研究CaO对焦炭在CO_2+20%H_2O气氛下溶损动力学的影响.研究结果表明：焦炭在CO_2+20%H_2O气氛下碳溶反应的溶损速率小于CO_2气氛下碳溶反应的溶损速率，水煤气反应的溶损速率小于N_2+20%H_2O气氛下水煤气反应的溶损速率，这说明H_2O和CO_2与焦炭反应有竞争作用；CaO能够显著提高碳溶反应和水煤气反应的焦炭溶损速率，对碳溶反应和水煤气反应均有催化作用，能使碳溶反应的活化能(E_a)减小22.1～24.5 kJ/mol,水煤气反应的活化能减小37.8～38.9 kJ/mol.同时，进一步提出水煤气反应速率常数k_H与碳溶反应速率常数k_C的比值C(即k_H/k_C),用该参数表征H_2O对CO_2的竞争力.结果表明：CaO对水煤气反应的催化作用强于对碳溶反应的催化作用，在1 000～1 200℃下可提高焦炭C值6.1%～20.0%(与基础焦炭C值相比);Ca以硅铝酸盐形式赋存在焦炭中，可有效提高H_2O对CO_2的竞争力.

  2026年01期 v.25;No.105 20-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2413K]
  

• 炉渣二元碱度对钒钛磁铁矿预还原团块熔分行为的影响

  赵猛;田宏宇;储满生;唐珏;周浩宇;王业峰;

  基于热力学、工艺矿物学和热态实验，系统研究了炉渣二元碱度R_2[即w(CaO)/w(SiO_2)]对钒钛磁铁矿预还原团块熔分行为的影响. FactSage热力学计算结果表明，提高R_2能够降低熔分生铁中的Ti含量，而对Fe和V的生成温度及生成量影响较小.综合热态实验结果和工艺矿物学理论可得：当R_2由0.43升至0.8时，熔分生铁中Fe和V的回收率分别由97.07%和82.31%升至98.89%和89.48%;熔分渣中TiO_2的回收率由93.67%升至95.21%.低熔点相的形成可降低铁合金相夹杂程度，促进有价元素的定向迁移，从而改善渣铁分离效果.当R_2高于0.8时，其对有价组元的回收率影响较小，高熔点物相钙钛矿的生成使熔分渣相的熔点升高，黏度和渣量增大，从而增加了电炉冶炼成本和能耗.

  2026年01期 v.25;No.105 30-36+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 12860K]
  

• 基于改进的黑翅鸢优化算法-轻梯度提升机建立的转炉炼钢终点温度预测模型

  吴国超;李爱莲;解韶峰;

  为了实现转炉炼钢终点温度的精准预测，遴选现场实际采集的SPCC钢种数据，采用3σ原则、均值填补法对数据中的异常值和缺失值进行剔除，基于灰色关联度分析与工艺理论确定了10个输入特征，建立了基于轻梯度提升机(LightGBM)的转炉炼钢终点温度预测模型，并采用支持向量机(SVM)、极端梯度提升(XGBoost)模型作为对比，验证了LightGBM模型对转炉数据的适应性和预测性能的优越性.针对LightGBM模型需要手动调参数导致预测精度难以提高的问题，提出一种多策略改进的黑翅鸢优化算法(IBKA),获取其重要参数的最佳组合.结果表明，与其他5种优化模型(JAYA-LightGBM、GWO-LightGBM、WOA-LightGBM、RBMO-LightGBM、BKA-LightGBM)相比，IBKA-LightGBM模型在预测精度和性能评价指标方面表现最优，取得了更好的预测效果，预测误差在±10℃和±15℃下的命中率分别达到85.56%和96.67%,可为炼钢生产提供有效的操作指导.

  2026年01期 v.25;No.105 37-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2107K]
  

• 不同正极材料的铝-海水激活电池制备与性能

  任义泽;潘朗悦;童欣;王铎;石忠宁;

  制备并研究了以氯化亚铜(CuCl)、氧化亚铜(Cu_2O)和碘化亚铜(CuI)为正极材料的铝-海水激活电池的性能.结果表明：以CuCl、Cu_2O和CuI为正极，Al为负极组成的铝-海水激活电池放电达到稳定的时间(即正极激活时间)分别为20 s、20 s和超过2 500 s,电池的平均稳定电压分别为0.68、0.53、0.45 V,且与CuCl相比，以Cu_2O和CuI为正极组成的电池放电电压更平稳；放电过程中，3种正极活性物质均以点蚀形式消耗，正极放电产生的金属铜均匀附着在集流体表面.

  2026年01期 v.25;No.105 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1982K]
  

材料

• 原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织及烧结行为的影响

  程诗淇;冯东;刘悦;丁国强;茹红强;罗旭东;游杰刚;

  为了探究原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织演变及烧结行为的影响，以不同纯度的SiC粉体为原料，B_4C和C为烧结助剂，利用无压烧结方式制备SiC陶瓷材料，研究不同纯度SiC粉体的烧结行为以及陶瓷材料的显微组织与力学性能.结果表明：提高SiC粉体纯度可以降低粉体的烧结活化能并减少烧结过程中气体的排放量，有利于SiC陶瓷材料的烧结致密化；提高SiC粉体纯度可以细化SiC陶瓷材料的晶粒并提高其显微组织的均匀性，当粉体纯度(质量分数，下同)达到98.8%时，SiC陶瓷材料的平均晶粒尺寸为5.2μm,此时，其相对密度为98.50%,抗折强度为(379±36) MPa,断裂韧性为(5.0±0.6) MPa·m~(1/2),维氏硬度为(26.4±0.6) GPa,与SiC粉体纯度为96.5%的陶瓷材料相比分别对应提高了2%、57.2%、19.0%和16.3%.SiC粉体纯度的提高不仅可以减少材料内部气孔数量，而且可以细化晶粒，这是SiC陶瓷材料力学性能提高的主要原因.

  2026年01期 v.25;No.105 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1995K]
  

• Mg合金中■孪晶的形成条件

  张欣;李姗姗;任玉平;谢红波;

  孪生是密排六方结构(HCP)金属中协调塑性变形的重要方式，理解孪生行为对设计高强韧Mg合金具有重要意义.本研究中以典型的Mg-xGd(x=4%, 8%, 12%, 16%, 20%,质量分数)二元合金为模型合金，使用电子背散射衍射仪(EBSD),系统研究了其室温压缩过程中的孪生变形行为.研究结果表明：当Gd质量分数小于12%时，合金的室温压缩以■孪晶为主；继续添加Gd,孪生类型逐渐由■孪晶变为■孪晶，当Gd添加量(质量分数，下同)为16%时，■孪晶开始出现，且随着Gd添加量的增加，■孪晶也越来越多.稀土元素Gd的含量是室温压缩条件下形成■孪晶的决定性因素，只有当Gd的添加量达到一定值时，才会形成■孪晶.研究结果还表明，Gd的添加量越多，压缩应变量越大，压缩速率越大，■孪晶越容易形成.

  2026年01期 v.25;No.105 60-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 5831K]
  

• Ф110 mm圆柱形NiFe₂O₄基铝电解惰性阳极的制备及腐蚀行为

  钱映;肖峰;张志刚;

  针对大尺寸NiFe_2O_4基铝电解惰性阳极烧结过程中易开裂问题和长时间电解腐蚀行为，采用两步烧结法制备Ф110 mm圆柱形NiFe_2O_4基铝电解惰性阳极，重点研究制备工艺对阳极材料宏观形貌的影响和长时间电解行为.研究结果表明：烧结过程中严格控制降温机制和优化阳极摆放时受力分布状态，能有效降低大尺寸惰性阳极烧结开裂概率；80 h电解过程中槽电压相对稳定，阳极材料具备良好的高温稳定性；阳极表面出现分层现象，为80μm厚度的相对致密层以及金属陶瓷本体层；电解产物铝中阳极组元Ni、Cu、Fe和Ti的质量分数分别为0.294%、0.190%、0.526%、0.057%.

  2026年01期 v.25;No.105 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K]
  

能源与环境

• 连续石墨化炉焙烧段电热特性的数值模拟

  李壮;秦勤;孟云鹏;于庆波;

  设计了一种由焙烧段和冷却段构成的连续石墨化炉，针对其焙烧段，建立三维稳态几何、数学模型，采用数值模拟的方法，研究炉内电热特性，探究电压和生产量的变化对炉内功率密度、出口温度的影响.结果表明：功率密度在正对电极区域较大，且在第3排电极处达到最大；温度自上而下逐渐升高，在第3排电极下方达到最高；当生产量一定时，随着电压的升高，炉内功率密度增大，出口截面平均温度升高，最大温差增大；当电压一定时，随着生产量的增大，物料加热时间缩短，电导率降低，炉内功率密度减小，出口截面平均温度降低，最大温差减小.

  2026年01期 v.25;No.105 77-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 3080K]
  

• 电极极心距对交流电阻炉内电热传递影响的数值模拟

  陈伟;范宇星;赵凯;王宝祥;甄常亮;王伟兴;陈颖;

  建立了交流电阻炉三维稳态数学模型，研究了电极极心距对炉内电热传递的影响.结果表明：随着电极极心距的增大，炉内中心区域和电极附近的电流密度逐渐减小，电极内外侧电流密度峰值的差值由1.10 kA/m~2减小至0.55 kA/m~2,炉内的电流分布逐渐均匀；集中在电极内侧的焦耳热密度峰值减小至1.16 MW/m~3,电极内侧和中心区域的焦耳热密度显著减小，电极外侧焦耳热密度接近内侧焦耳热密度；高温区与炉壁附近的温差由4 425 K减小至1 917 K,有效减少了炉内局部过热现象的发生；熔池体积逐渐增大，在整个炉料中的占比增加了35.1%,熔池边界与炉壁的距离由21.24 dm减小至16.27 dm.

  2026年01期 v.25;No.105 86-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2140K]
  

• 机械搅拌对热渣改质剂颗粒分散特性的影响

  李浩星;王楠;张春明;么洪达;

  为阐明搅拌参数对渣罐内改质剂颗粒迁移行为和分散特性的影响，提高机械搅拌对热渣的改质效率，采用数值模拟方法，探究不同搅拌速率和搅拌桨结构对改质剂颗粒分散的影响，提出评价离散颗粒分散均匀性的颗粒分散特性指数.结果表明：十字形搅拌桨两侧各有4股循环流，搅拌8 s后，改质剂颗粒在热渣各区域的运动达到稳定状态；搅拌速率增大会使热渣的轴向循环速度加快，当搅拌速率达到60 r/min时，整体颗粒分散特性指数达到最小值0.3;使用十字形搅拌桨的颗粒分散特性指数小于使用Y形搅拌桨的颗粒分散特性指数，且改质剂颗粒在各区域的分散更加均匀；使用十字形搅拌桨且搅拌速率为60 r/min时，有利于热渣改质.

  2026年01期 v.25;No.105 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 2048K]
  

• 《材料与冶金学报》征稿启事

  <正>《材料与冶金学报》于2002年创刊,双月刊,由东北大学主办,中华人民共和国教育部主管。中文核心期刊入选:2011年版、2015年版、2017年版、2020年版、2023年版。国内数据库收录:中国知网(CNKI)、万方数据、维普网、超星期刊、长江文库。国外数据库收录:俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、美国化学文摘社(CAS)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、波兰《哥白尼索引》(IC)及哥白尼索引精选数据库(ICI Journals Master List)、美国《乌利希国际期刊指南》(ULRICH)、日本JST数据库、欧洲学术出版中心数据库(EuroPub)、美国EBSCO数据库。

  2026年01期 v.25;No.105 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1269K]
  

• 弘扬科学家精神专题宣传

  <正>林兰英（1918年2月—2003年3月），半导体材料学家、物理学家，中国科学院院士。长期从事半导体材料制备、探索及材料物理的研究。研制成功我国第一根硅、锑化铟、砷化镓、磷化镓等单晶，为我国微电子和光电子学的发展奠定了基础。开创了我国微重力半导体材料科学研究新领域，并在砷化镓晶体太空生长和性质研究方面取得了令世人瞩目的成绩。两次获国家科技进步奖二、三等奖，1996年获何梁何利基金科学与技术进步奖。

  2026年01期 v.25;No.105 52页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]
  

• 本刊编委及青年编委宣传风采

  <正>~~

  2026年01期 v.25;No.105 102页 [查看摘要][在线阅读][下载 596K]
  
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