先进钢铁材料的理性计算设计与实验验证

徐伟

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

摘要

新材料研发正经历着由“经验指导实验”的传统模式向“理论预测、实验验证”的新模式转变。随着对材料,尤其是传统结构材料的成分、工艺、组织和性能的相互关系及其物理机理的深入理解，材料的计算设计已经发展成为可以有效集成‘基因’（固有属性，如材料成分及元素间相互作用）与‘经历’（工艺处理及服役条件等）的一体化设计手段。本文以材料集成计算设计思路出发,依据材料热力学、相变动力学及材料强韧化机理等物理冶金学原理进行多尺度建模,整体性设计材料微观组织在若干关键加工节点及服役条件下的特征结构,并在形成定量评价准则的基础上结合遗传算法进行超大规模解集范围内的高通量优化筛选，从而整体性设计材料的合金成分体系与关键热处理参数。依托于该设计方法，形成了‘服务于飞机起落架的超高强高韧马氏体时效不锈钢’以及‘服务于超超临界发电机组的抗蠕变高强合金钢’两个示范性应用，提出了一系列优于现有合金体系的创新型方案。

 DOI: 10.12110/firstfmge.20171121.419