本期導讀

科學人生

弗里德爾家族的科學貢獻——從《材料科學基礎(chǔ)》的若干概念談起

法國弗里德爾(Friedel)家族對自然科學做出了巨大貢獻，其中若干經(jīng)典現(xiàn)象或概念雖然在《材料科學基礎(chǔ)》中予以介紹，但其起源并未被讀者所認知。楊平教授特意撰寫文章將位錯、向錯、孿晶界等基本概念的產(chǎn)生背景與Friedel家族祖孫的生平進行聯(lián)系，同時也討論了這些有趣的事件對楊平教授自己的教學、科研的一些影響和感觸。希望此文能給熱愛材料科學的讀者們對材料人物歷史—理論知識—實際應用的有機聯(lián)系帶來幫助或啟迪。（封面故事欄目，第1頁）

污染治理

幾種水生植物對砷、汞復合污染水體的富集特征研究

研究不同濃度梯度的砷、汞復合污染下對香蒲、菖蒲、睡蓮、大薸、狐尾藻、黑藻六種不同生活型水生植物的生物量及富集重金屬能力的影響。結(jié)果表明，隨著水體中重金屬污染濃度的提高，挺水植物香蒲和菖蒲的生長狀況明顯優(yōu)于其他生活型的水生植物。黑藻在800 μg/L As(V)，10 μg/L Hg(Ⅱ)(HM10)處理后其體內(nèi)的砷濃度達到最大，約為187 mg/kg；大薸在HM10處理后其體內(nèi)的汞濃度達到最大，約為2.1 mg/kg。香蒲和菖蒲在HM10處理后其體內(nèi)的砷、汞濃度分別為172和129、1.1和1.8 mg/kg。綜合考慮生長情況以及重金屬富集量，香蒲和菖蒲對水體中砷、汞的去除總量最大，分別為1036和843、6.3和11.5 μg，因此挺水植物香蒲和菖蒲更適用于對砷、汞復合污染水體進行修復。（熱點聚焦欄目，第15頁）

隱身材料

神奇的雷達隱身材料

文章簡要綜述了電磁波吸波材料的基本原理、發(fā)展歷史、材料種類和新型隱身材料。傳統(tǒng)的電磁波吸收材料可以吸收雷達發(fā)出的電磁波，并將其轉(zhuǎn)化成熱能而消耗掉，從而減少雷達波的反射，避免目標被雷達探測到。在飛機、艦船、導彈等表面涂覆吸波材料可減少它們對電磁波的反射強度，實現(xiàn)對雷達探測隱身的目的。新型超材料則由于它們的折射率為負值，所構(gòu)成的特殊結(jié)構(gòu)可以使電磁波傳輸路徑發(fā)生彎曲、繞射，使得電磁波無法反射回來，避免被探測而實現(xiàn)完美隱身。（知識園地欄目，第20頁）

核電材料

Zr-4合金管材加工工藝對氫化物取向因子的影響

鋯合金廣泛應于水冷反應堆的堆芯包殼材料和結(jié)構(gòu)材料。在核反應堆運行時，鋯合金表面被水氧化的同時，還會同時生成氫氣。部分氫被鋯合金吸收生成片狀或者針狀氫化鋯。氫化物取向因子是衡量核反應堆用鋯合金管材氫化物的重要指標。文章通過氫化物實驗研究了加工工藝參數(shù)軋制送進量、退火制度及矯直彎曲量對Zr-4合金管材氫化物取向因子的影響關(guān)系。結(jié)果表明：Zr-4合金氫化物取向因子隨著軋制送進量的增加有增大的趨勢；不同軋制送進量的管材再結(jié)晶退火后，氫化物取向因子呈無序紊亂狀態(tài)；Zr-4合金管材氫化物取向因子隨著矯直彎曲量的增大而加大。（科技前沿欄目，第24頁）

轉(zhuǎn)爐煉鋼

轉(zhuǎn)爐低鐵水比冶煉技術(shù)及生產(chǎn)實踐

隨著市場廢鋼供應量的大幅增加，降低鐵水消耗增加廢鋼比例是轉(zhuǎn)爐煉鋼降低成本、提高效率的有效手段。文章根據(jù)鋼鐵冶金原理，以轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡計算為基礎(chǔ)，分析了轉(zhuǎn)爐降低鐵水比的可行性和無外來補充熱量條件下轉(zhuǎn)爐的極限鐵水比。理論計算和生產(chǎn)實踐表明：在無外來補充熱量的條件下，轉(zhuǎn)爐的極限鐵水比為82%~83%，對應鐵水消耗為880~890 kg/t。通過入爐原料優(yōu)化、冶煉過程工藝優(yōu)化和底吹工藝參數(shù)調(diào)整，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐低鐵水比穩(wěn)定生產(chǎn)，煉鋼產(chǎn)量提高約10%，終點鋼水質(zhì)量穩(wěn)定，煉鋼成本明顯降低。（科技前沿欄目，第34頁）

組織探究

含Zr低碳鋼中針狀鐵素體等溫轉(zhuǎn)變行為

文章研究了含Zr低碳鋼等溫處理過程中針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變特征；分析了夾雜物，尤其是Zr的氧化物對針狀鐵素體形核長大的作用。結(jié)果表明：實驗鋼中針狀鐵素體轉(zhuǎn)變開始溫度在600~650℃之間；在550℃等溫180 s后得到大量的針狀鐵素體組織，針狀鐵素體分割奧氏體晶粒，顯著細化組織。較高溫度下大尺寸夾雜物易于形核，一般形成較粗的單個鐵素體板條，較低溫度下小尺寸夾雜物也易于形核，可形核多個細小板條而呈放射狀。Zr處理能明顯促進低碳鋼中針狀鐵素體轉(zhuǎn)變，與Zr氧化物上MnS的復合析出有關(guān)。（企業(yè)論壇欄目，第43頁）

工藝優(yōu)化

微量鈦對SS400B組織和性能的影響

通過添加微量鈦，獲得了強度較高的SS400B熱軋鋼卷。在氮質(zhì)量分數(shù)≤0.0050%的情況下，微量鈦有明顯的細化晶粒作用：添加微量鈦的SS400B鐵素體平均晶粒尺寸達7.9 μm，且珠光體分布更細小均勻，未添加鈦的SS400B鐵素體平均晶粒尺寸為11.2 μm。添加鈦質(zhì)量分數(shù)≤0.030%時，SS400B屈服強度平均提高22.9 MPa，抗拉強度平均提高15.5 MPa，根據(jù)Hall-Petch公式分析，主要為細晶強化作用。當鈦含量較高時，抗拉強度出現(xiàn)超上限的問題，通過工藝優(yōu)化改善了此問題，屈服強度主要在300~370 MPa之間波動，抗拉強度主要在430~480 MPa之間波動，總體強度較為穩(wěn)定。（工藝與裝備欄目，第60頁）

設備改造

冷軋機組帶鋼吹掃裝置的改進方案

文章分析了柳鋼冷軋機組現(xiàn)有帶鋼吹掃裝置存在的問題，從乳化液引流、設備封閉、吹掃力等幾方面對設備進行了重點改進。為保證吹掃效果，需保證防纏導板與冷軋機工作輥之間的縫隙大小不受工作輥輥徑變化的影響，文章分析了工作輥輥徑和液壓缸行程之間的關(guān)系，計算了工作輥輥徑變化后對應的下防纏導板的實際行程，并發(fā)送指令給程序控制系統(tǒng)從而保證液壓缸驅(qū)動防纏導板移動到指定位置。改進后的吹掃裝置已經(jīng)成功應用于柳鋼1550 mm冷連軋機組，效果顯著，對我國冶金行業(yè)同類型機組的設備改造具有一定的借鑒意義。（工藝與裝備欄目，第64頁）

設備改造

一種堆取料機智能化改造方案

為了推進鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代化原料場的建設，實現(xiàn)老舊原料場的自動化無人值守改造，需要對原料場內(nèi)的堆取料機等設備進行智能化改造，主要包含電氣改造、通訊系統(tǒng)改造、監(jiān)控系統(tǒng)改造、數(shù)據(jù)及信息采集、過程控制、狀態(tài)監(jiān)測等方面的內(nèi)容。文章介紹了一種堆取料機智能化改造的方案，設計搭建軟硬件平臺，并建立與基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的通訊。充分運用信息網(wǎng)絡、三維掃描、精確定位等技術(shù)，從智能、高效、安全等方面入手，通過系統(tǒng)性更新升級提升原料場堆取料機的綜合控制和管理水平；建立原料場堆取料機視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過 TCP/IP協(xié)議將料場視頻信息匯總至中控集中監(jiān)控，完善料場監(jiān)控管理；對料場堆取料機進行智能化升級，實現(xiàn)料場系統(tǒng)的自動化與信息化，為堆取料機智能化和“智慧料場”建設奠定了基礎(chǔ)。（工藝與裝備欄目，第68頁）

物流管理

柳鋼礦石物流園物流一卡通系統(tǒng)設計

柳鋼礦石物流園物流一卡通系統(tǒng)實現(xiàn)了進園區(qū)車輛發(fā)卡登記入園、查詢追蹤、預防監(jiān)控、銷卡出園、掛失補卡等功能；實現(xiàn)了礦石采購、質(zhì)量檢驗、礦石稱重、礦石卸料等多個業(yè)務流程協(xié)同管理；完成了進園區(qū)重車稱重計量、重車取樣化驗、重車卸料、出園區(qū)空車稱重計量多個關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)有效整合。園區(qū)建立安防及交通視頻監(jiān)控網(wǎng)絡平臺，配合圖像采集識別系統(tǒng)、稱重計量無人值守視頻監(jiān)控系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GPS定位系統(tǒng)等，實現(xiàn)了對進園區(qū)車輛重復過磅、換牌作弊、虛假卸車等違法違規(guī)現(xiàn)象的有效監(jiān)控及防范。物流一卡通系統(tǒng)車輛信息系統(tǒng)可信、可靠及可控，實現(xiàn)了“一車一卡一任務”的物流管理模式。（成果展示欄目，第77頁）

推廣與合作

封面 封面故事 弗里德爾家族的科學貢獻

封底 攝影采編 錢大益優(yōu)秀攝影作品選登

封二 新金屬材料國家重點實驗室

封三 MR未來技研

A01 航星國際自動控制工程有限公司

A02 勵展博覽集團

A03 北京ABB電氣傳動系統(tǒng)有限公司

A04 秦皇島秦冶重工有限公司

A05 河南省求實自動化工程有限公司

A06 河南豐博自動化有限公司

A07 高效軋制國家工程研究中心

A08 北京海聞展覽有限公司

A09 中船重工中南裝備有限責任公司

A10 鐳目公司