冶金

• 电流强度与电极浸入深度对电渣重熔过程多物理场耦合行为及熔速的影响

  宋宇;刘福斌;姜周华;耿鑫;李花兵;

  基于FLUENT软件，构建了电渣重熔过程的二维轴对称瞬态数值模型，采用有限体积法结合用户自定义函数(UDF),系统探究了电流强度与电极浸入深度对电渣重熔多物理场耦合行为及熔化速率的调控机制.结果表明：当电流从1.6 kA升至2.5 kA时，体系内磁场强度、电流密度及焦耳热显著增加，导致整体电流增大、熔化速率提升，呈现动态耦合特征；而当电极浸入深度由10 mm增至30 mm时，电流密度、焦耳热及熔化速率均呈下降趋势，磁场强度保持稳定.该研究为电渣重熔工艺的参数优化提供了理论依据.

  2025年06期 v.24;No.104 571-580页 [查看摘要][在线阅读][下载 6913K]
  

• 矿热炉水冷型烟道中颗粒沉积特性数值模拟

  龚可新;刘鹏;张先珍;寇丽萍;兰孝宇;

  为了解决矿热炉水冷型烟道内颗粒沉积造成的烟道输运效率下降等问题，利用计算流体力学(CFD)方法对水冷型烟道内颗粒沉积行为进行模拟.将JKR(Johnson-Kendall-Roberts)理论与Grant-Tabakoff颗粒壁反弹模型相结合，对颗粒与壁面的碰撞行为、颗粒的受力情况和运动轨迹进行预测；同时，以临界捕捉速度作为颗粒沉积的判断准则，研究了烟气流速和三通段拐角对颗粒沉积速率的影响.结果表明：水冷型烟道颗粒的沉积主要集中在入口段、Ⅰ段至Ⅲ段烟道间外拐角和三通段；当烟气流速从3 m/s增至11 m/s时，烟道内颗粒沉积区范围缩小，颗粒的总沉积速率由1.12 g/s降至0.76 g/s,烟气的最佳流速为7 m/s;当三通段夹角由60°增至100°时，颗粒总沉积速率由2.59 g/s降至2.12 g/s,当三通段夹角增至90°时，颗粒总沉积速率不再明显减小，烟道最佳拐角为90°.

  2025年06期 v.24;No.104 581-588页 [查看摘要][在线阅读][下载 1882K]
  

• 基于Boosting算法的转炉终点预测模型

  李星彤;龚伟;李帝阅;

  针对国内某钢厂的转炉终点控制模型受高炉铁水成分和温度波动较大等因素的影响，致使终点碳温预测命中率偏低的问题，本文中利用现场生产数据建立了基于机器学习的转炉终点智能控制模型，并使用不同的Boosting算法模型对转炉终点进行预测.结果表明：4种Boosting算法模型的预测准确率均高于机理模型的预测准确率，其中CatBoost模型的准确率最高，其预测值与真实值差距最小；在200炉次中，CatBoost模型终点钢水碳含量预测偏差在±0.02%以内的有166炉，命中率为83.0%,终点温度预测偏差在±15℃以内的有165炉，命中率为82.5%;与机理模型相比，终点钢水碳含量命中率提高了17个百分点，终点温度命中率提高了23.5个百分点，使用CatBoost模型预测能够为现场转炉冶炼过程终点判断提供有效指导.

  2025年06期 v.24;No.104 589-596页 [查看摘要][在线阅读][下载 1130K]
  

• H13钢铸坯一次碳化物分布

  高占江;吴强;徐翔宇;刘斌;付建勋;

  H13钢中大尺寸碳化物是引发疲劳失效的主要原因，其类型、尺寸及分布特征均会显著影响疲劳裂纹的萌生与扩展.基于Thermo-Calc热力学软件分析，利用金相显微镜、扫描电子显微镜、三维腐刻装置和X射线衍射仪(XRD)等仪器对某厂H13钢铸坯中碳化物的三维形貌、尺寸及分布特征进行了系统研究.结果表明：H13钢铸坯中一次碳化物主要为深灰色的富V型的MC和富Mo-Cr型的M_2C,并且从铸坯边缘到中心的一次碳化物面积占比、平均面积及平均等效直径均呈增大趋势；碳化物的形态变化从铸坯边缘到中心的依次为粒状、块状、棒状、细长状、网状，这是由铸坯凝固时不同部位的冷速不同引起的.

  2025年06期 v.24;No.104 597-604+618页 [查看摘要][在线阅读][下载 2459K]
  

• 钢渣成分对钢渣直接碳酸化的影响

  梁婉婷;范越文;胡晓军;周国治;

  以不同碱度及FeO含量配制的钢渣为研究对象，在一定温度和时间条件下使用CO_2和水蒸气的混合气体进行碳酸化反应，通过监测反应过程中的质量变化，并结合X射线衍射(XRD)物相分析及扫描电子显微镜(SEM)形貌表征，探究了钢渣成分对钢渣碳酸化反应效果的影响.结果表明：高碱度钢渣更有利于碳酸化反应的进行，较低FeO含量的钢渣则能显著提升其碳酸化反应效率；在碳酸化反应过程中，钢渣中的CaO主要转化为CaCO_3,同时结合态的Ca_2SiO_4和Ca_3SiO_5也参与了反应，然而，钢渣中的Ca_2Fe_2O_5和RO含量在反应前后几乎未发生变化，表明这两种成分并未参与碳酸化反应；此外，碳酸化反应使钢渣颗粒结构更为致密，这为其后续在碳酸化反应钢渣制品中的应用提供了有利条件.

  2025年06期 v.24;No.104 605-611页 [查看摘要][在线阅读][下载 1194K]
  

材料制备

• 不同烧结温度下MgAl₂O₄-Mg₂SiO₄基多孔耐火骨料的设计与制备

  昝文宇;马北越;李广明;班霞;刘永利;张呈呈;

  以菱镁矿尾矿和高铝矾土为原料，采用原位分解造孔法在1 200～1 400℃下制备MgAl_2O_4-Mg_2SiO_4基多孔耐火骨料，并探究了不同烧结温度(1 200,1 300,1 400℃)下MgAl_2O_4-Mg_2SiO_4基骨料的物相组成、显微结构演变过程，以及常温物理性能、力学性能、抗热震性与烧结温度的关系.结果表明：随着烧结温度由1 200℃升至1 400℃,试样的显气孔率由53.29%增至55.90%,体积密度由1.62 g/cm~3降至1.52 g/cm~3,线收缩率始终保持较低的水平，由-0.52%增至0.63%,常温耐压强度由4.34 MPa增至8.87 MPa,抗热震性由65.21%增至79.59%;MgAl_2O_4相和Mg_2SiO_4相的含量均随着烧结温度的升高而逐渐增大，新生成的MgAl_2O_4和Mg_2SiO_4小晶粒环绕堆叠在MgO和Al_2O_3大晶粒表面，厚板状的镁橄榄石与等轴晶状的镁铝尖晶石晶粒呈交错堆叠分布，并形成疏松多孔的晶间间隙.

  2025年06期 v.24;No.104 612-618页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
  

• 盐湖提钾副产水氯镁石电解法制备氢氧化镁

  周金勾;李生廷;李积仓;王耀武;彭建平;狄跃忠;

  以盐湖地区提钾副产水氯镁石为原料，系统探究了电解温度、电解质浓度及电流密度对电解制备氢氧化镁过程电流效率的影响，并深入考察了水氯镁石溶液中硼酸根离子对氢氧化镁制备的作用机制．同时，结合扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、能谱分析（EDS）及激光粒度分析等物理表征手段，全面分析了不同洗涤方式对氢氧化镁纯度及杂质离子存在形式的影响，以及不同烘干方式对氢氧化镁形貌特征的作用效果．结果表明：当电解温度为25℃、电解质浓度为0.5 mol/L、电流密度为0.05 A/cm~2时，电流效率达到最大值，为86.58%；当氢氧化镁添加量（质量浓度）为1.2～1.6 g/L时，除硼效果最佳；在洗涤温度为60℃、洗涤3次的条件下，氢氧化镁纯度可达99.71%，且能够有效去除Cl~-及SO_4~(2-)；当烘干温度为70℃时，产物的形貌为片状且分布均匀．

  2025年06期 v.24;No.104 619-626页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
  

• ZIF67衍生Ni-Co-P催化剂的制备及其电催化氧化肼性能

  任丽丽;王誉诺;刘晨;周石磊;张雪锋;冯忠宝;

  肼氧化反应(hydrazine oxidation reaction, HzOR)作为直接肼燃料电池的核心反应，其催化性能直接影响电池效能.本文中创新性地结合液相法与磷化法，制备出具有海胆状结构特征的Ni-Co-P催化剂.实验结果表明：当次亚磷酸钠用量为0.7 g时，Ni-Co-P催化剂展现出最优性能；在10 mA/cm~2的电流密度下，肼氧化电位为-45.5 mV(vs. RHE),塔菲尔(Tafel)斜率仅为41.62 mV/dec,双电层电容(C_(dl))达28.75 mF/cm~2.经12 h稳定性测试，其工作电位仍保留初始活性的98.55%,为燃料电池催化材料提供了重要参考.

  2025年06期 v.24;No.104 627-632页 [查看摘要][在线阅读][下载 1181K]
  

材料

• 控轧控冷工艺及其在热轧弹簧扁钢中的应用

  袁长波;侯世耀;杨东欧;朱雷;姜超;王帅;赵阳;陈礼清;

  弹簧扁钢是工业中不可或缺的结构功能一体化材料，应用极为广泛.在其实际生产中，控轧控冷工艺是关键工序之一，该工序不仅能够决定热轧后弹簧扁钢的组织状态，影响下料难易和生产效率，还对热处理后的力学性能有重要影响.本文中首先概述了控轧控冷工艺的发展历程和原理；其次，结合弹簧扁钢的实际生产过程，指出了优化控轧控冷工艺的要点；最后，针对两种常用的低合金弹簧扁钢，对比分析了不同控轧控冷工艺，以及热处理对其力学性能的影响，为高性能弹簧扁钢的工业化生产提供了技术指导.

  2025年06期 v.24;No.104 633-639+647页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K]
  

能源与环境

• 高炉渣基类水滑石衍生物CO₂吸/脱附动力学机理

  李荣民;段文军;刘佳旭;纪靖瑶;

  针对CO_2排放及高炉渣资源超负荷储存带来的环境问题，探究了高炉渣基类水滑石衍生物在CO_2吸/脱附过程中的动力学机理.研究表明：准二级动力学模型适用于描述CO_2吸附过程，其表观活化能范围为-101.80～-52.91 kJ/mol,吸附过程中的化学吸附为主要控制步骤；CO_2脱附过程符合3级Avrami动力学模型，平均表观活化能为150.81 kJ/mol,脱附过程类似于晶体成核过程.本研究旨在明晰类水滑石衍生物在CO_2吸/脱附过程中的反应路径与作用机理，为该材料实际工程应用提供理论支持.

  2025年06期 v.24;No.104 640-647页 [查看摘要][在线阅读][下载 1077K]
  

• 塑烧板除尘器脉冲喷吹性能研究及改进

  张海达;丁问司;梁若霜;

  为了研究不同因素对塑烧板除尘器脉冲喷吹性能的影响，在自制的脉冲喷吹实验平台上进行实验，通过测量不同脉冲压力、喷吹距离及喷嘴直径下的塑烧板内壁压力峰值，确定了最优的喷吹参数组合，并建立了塑烧板内壁压力和喷吹参数之间的数学模型.结果表明：塑烧板内壁压力峰值不仅随着脉冲压力的增加而不断增大，也随喷吹距离、喷嘴直径的不同参数组合呈现规律的变化；通过改进喷吹管的设计，可有效改善喷嘴气流的超音速流动形成的负压区对脉冲喷吹的不利影响.

  2025年06期 v.24;No.104 648-657页 [查看摘要][在线阅读][下载 2960K]
  

• 基于分层式均衡解决储能电池的一致性

  代海玲;唐宪友;雷政平;张绍强;程威;卢昀坤;徐超;

  锂离子单体一致性问题是阻碍电池系统容量、能量、功率等性能发挥的关键因素.本文中基于磷酸铁锂电池储能系统，采用模块内电池级别被动均衡和模块级别大功率主动均衡的分层式均衡方法，改善电池一致性，确保电池簇级的能量释放.利用蒙特卡洛仿真分析和开启均衡器前后的放电能量数据分析，验证了能量均衡器对可用能量的提升作用.仿真结果显示：有均衡器的智能组串式储能系统能量在1～10年的年均能量提升率为3%.实际测试中，15个电池簇在开启均衡器后的单次放电能量的提升率为2.59%～18.87%,平均放电能量提升了10.85%;15个电池簇的均衡器的最长工作时间为50 min,平均工作时间为26 min,少于电池一次充/放电时间(2 h),可以实现在一次充放电过程中完成均衡.

  2025年06期 v.24;No.104 658-664页 [查看摘要][在线阅读][下载 1258K]
  

• 材料与冶金学报 2025年总目录

  <正>~~

  2025年06期 v.24;No.104 665-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
  

• 《材料与冶金学报》首届青年编委会章程

  <正>为促进期刊高质量发展,助力一流期刊建设,特组建一支专业齐全、结构合理的青年编委队伍,组成《材料与冶金学报》青年编委会,并制定本章程。一、总则1.《材料与冶金学报》是专业学术性刊物,由东北大学主办、中华人民共和国教育部主管。2002年创刊,双月刊,每期设有冶金、材料制备、材料、其他(能源与环境)等栏目。本刊为北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;先后被俄罗斯《文摘杂志》(AJ,VINITI)、美国《化学文摘》(CA)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、波兰《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数据库收录;同时,也被“中国知网”“万方数据”“维普网”“超星期刊”“长江文库”全文收录;入选《冶金工程技术与金属材料领域高质量科技期刊分级目录》T3级别、《有色金属领域高质量科技期刊分级目录》T3级别,曾多次获得“中国高校优秀科技期刊”“RCCSE中国权威学术期刊(A-)”等荣誉。

  2025年06期 v.24;No.104 673页 [查看摘要][在线阅读][下载 1384K]
  
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