本期导读_参考网

本期导读

2018-02-12

金属世界 2018年5期

科学人生

创新之花盛开在国民经济建设主战场——记北京科技大学材料学院教授韩静涛

36年的教学与科研工作中，他一直站在材料加工工程学科的第一线，针对材料加工基础理论的前沿和国民经济建设的重大问题，不断发现新的科学现象，提出并引领国际材料工程新理论和新技术，开发了许多国民经济建设和行业发展亟需的新材料、新工艺和新产品。这位开启一个个原创性技术，为中国制造扎扎实实工作，让创新之花盛开在国民经济建设主战场的学者型专家就是北京科技大学教授、博士生导师韩静涛。韩静涛教授团队成为一支长期扎根于生产一线、服务国民经济建设主战场、硕果累累的科研队伍，研发的新材料产品有60余项，对国内外塑性加工领域有着重大影响。（封面故事栏目，第1页）

人工智能

自然语言处理技术简述及在矿冶领域的应用展望

作为人工智能领域的关键挑战之一，尽管机器学习技术近10年来取得了显著突破，但是自然语言处理任务依然是亟需攻克的研究热点问题。文章介绍了自然语言处理领域的主要任务，梳理了自然语言处理的主要方法和发展，重点分析了基于深度学习的自然语言处理方法。结合矿冶领域的知识库构建特点，对自然语言处理技术在矿冶领域的应用可行性进行了分析和展望。以深度学习为代表的机器学习模型在处理复杂异构的自然语言时表现出更为强大的能力，能够更为精准地挖掘知识，有效完成信息抽取任务。自然语言处理技术服务于矿冶生产，能够协助领域专家和研究人员构建更为全面、高效、准确的知识库，同时实现更为智能的知识服务系统。（热点聚焦栏目，第6页）

核电材料

锆棒氢含量超标原因分析

锆合金棒材常用于核反应堆用燃料棒的端塞材料。热旋锻工序是锆棒生产工艺流程中的关键工序之一。锆棒热旋锻过程中，需先将锆棒加热到一定的温度后随即进行旋锻生产。锆合金是典型的吸氢材料。若在热旋锻前的加热温度控制不当，则易造成锆合金吸附空气中的氢气从而造成锆棒中的氢元素超标，引发严重的的质量问题。文章以某批次锆棒检验时发现的氢元素超标问题为例，采用故障树的方法列举了可能导致锆棒热旋锻过程中的吸氢因素，确定了锆棒氢元素超标的原因，提出了后续改进措施，并按照改进措施提出的工艺进行了验证实验，结果表明，试验棒材的氢元素检测结果均合格。该质量问题的解决为提高锆棒热旋锻质量控制过程提供了新思想和新方法。（热点聚焦栏目，第19页）

金属与文明

金属的使用与中西方文明的发展(I): 铜器制造和使用的差异

相对于新石器时期，铜器的广泛使用明显促进了社会生产力的发展，是人类进入文明社会的重要标志。随着社会生产力的提高，人类得以生产出高于基本消费的财富，由此引发了战争、产生了奴隶。同时铜器也被大量地用于制作兵器，并影响到战争的进程。中国各地分布着大量的铜矿资源，使得各地冶铜制铜业得以较均衡地发展，融合与交流成为了中华文明初期重要的特色，并在非常大地地域融合成延续至今的中华民族。由于欧洲铜矿资源不是非常充沛，而且冶铜技术也出现过滞后，铜器时代的欧洲冶铜制铜业相对比较低迷，因此导致欧洲早期文明明显落后于中华文明。（知识园地栏目，第22页）

高温合金

镍基单晶高温合金的典型蠕变寿命模型

镍基单晶高温合金具有一定的高温强度、良好的抗氧化、抗热腐蚀、抗冷、热疲劳性能，并有良好的塑性和焊接性。镍基单晶高温合金作为航空发动机涡轮叶片的重要材料，其力学性能对航空发动机有着重大影响，研究其疲劳寿命具有重要意义。镍基单晶高温合金蠕变疲劳损伤及寿命预测一直是国内外学者研究的重点。文章基于蠕变疲劳理论和国内外研究情况，阐述了稳态蠕变本构关系和θ映射蠕变模型，介绍了几种典型的镍基单晶高温合金的蠕变疲劳寿命模型。文章分析指出，当前在工程应用中主要采用单晶合金的蠕变疲劳宏观模型，而微观模型的研究还处于探索阶段，建议用微观模型建立蠕变寿命预测方法，分析微观理论机制，有望提高预测精度与蠕变寿命。（科技前沿栏目，第26页）

产品拓展

唐钢1700热轧线卷取机组能力

随着市场的拓展和产品的开发，唐钢1700热轧线对高强钢、高级别热轧汽车结构钢、薄规格等高附加值产品的生产逐步加强，生产强度逐渐达到了生产线设备能力的极限。通过对卷取机夹送辊的生产能力以及对夹送辊电机和芯轴电机的最大负载力矩和过载力矩的计算和分析，唐钢1700热轧生产线卷取机组卷取机芯轴电机参数不能满足生产厚规格宽断面的高屈服强度产品的需求。因此在不改变卷取机芯轴电机及其他生产设备参数的情况下，采用双速比减速机，通过使用大速比来提高卷取力矩，从而提高卷取张力，满足了生产需求。（企业论坛栏目，第32页）

工艺探究

退火工艺对冷轧热镀锌DP590组织及性能的影响

文章选用本钢生产的DP590冷硬板，根据实际生产机组的参数，采用热模拟实验对比分析镀前、后形成马氏体和退火工艺对热镀锌双相钢的组织及性能的影响，实验表明：镀后形成马氏体更有利于降低双相钢的屈强比；结合热模拟实验研究不同温度制度对双相钢组织性能的影响，确定最佳的温度组合。（企业论坛栏目，第40页）

模具寿命

激光强化法提高锆管轧制用孔型寿命研究进展

激光冲击强化是一种新型金属材料强化技术，能够通过在部件近表面引入残余压应力的方式显著提高金属材料的抗疲劳性能。文章研究了激光强化技术在锆合金冷轧用孔型试块和成品精磨孔型受力区域的应用，并用X射线衍射法测量试块冲击表面层产生的残余压应力大小及深度。结果表明：采用激光强化后的试块残余压应力随着深度的增加而降低，同时还发现在试块约1 mm深度处，其残余压应力数值与淬火后的残余压应力数值基本保持一个水平；采用激光强化后的孔型轧制后的管材尺寸、表面质量、直线度均满足要求、超声和涡流检测结果均合格。退火后管材的室温拉伸、氢化物取向因子以及收缩系数(CSR)检测结果全部满足产品技术条件要求，且与平时生产批次的管材性能基本相当；采用激光强化孔型的方法可有效的提高孔型的使用寿命。（工艺与装备栏目，第52页）

自动控制

利用PLC程序解决起重机大型减速器齿轮啮合冲击问题

文章对本钢板材炼钢厂接受跨区域260 t铸造起重机的主起升机构减速器存在的齿轮冲击问题进行了深入研究，分析对比了两种解决方案的优劣，确定利用PLC程序对主起升机构运行中实时采集的各种数据信息进行逻辑运算，实现对主起升机构运行状态的判定、操作优化等功能，从而调整主起升运行状态并最终将齿轮冲击消除。该方案逻辑清晰、科学合理、执行方便、简单经济，且最大限度地避免了人为干预，无安全隐患，对大型减速器的安全运行和技术改造有着积极的借鉴意义。（工艺与装备栏目，第63页）

产品开发

铬对厚规格管线钢组织和性能的影响

厚规格管线钢的韧性稳定控制是研发的关键技术难题。为了提高心部淬透性，通常采用增加Mo合金的方法，但研究发现，随着Mo含量的增加，贝氏体组织中MA组元增加，管线钢韧性明显降低。为了提高淬透性同时减少MA组元形成。文章借助JMatPro软件对不同合金进行理论计算，最终发现Cr具有部分替代Mo的可能；借助金相显微镜、扫描电镜以及力学性能测试等分析手段进行研究分析，结果表明，采用Cr部分替代Mo，管线钢依然可以获得铁素体+贝氏体为主的组织，同时，可有效避免MA组元形成，最终因Cr部分替代Mo使组织中MA组元总量明显减少，进而提高了管线钢韧性，特别是DWTT性能，工业试制后达到了预期目的。（成果展示栏目，第75页）