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特刊“先进耐火合金”：金属，MDPI
在竞争激烈的全球市场上，具有极端且通常不寻常性能组合的金属材料一直供不应求。当前最先进的金属材料，如镍基高温合金，正在接近其发展的物理极限，因为未来应用所需的工作温度接近或超过了它们的熔点。能源和交通等社会影响重大领域的进步要求探索和开发新型材料解决方案，以在更高温度下改善结构或功能性能。先进难熔合金，特别是难熔金属间复合材料 (RMIC)，如 Nb-硅化物原位复合材料、Mo-硅化物基合金、难熔高熵合金 (RHEA)、难熔复合浓缩合金 (RCCA) 和难熔高温合金 (RSA)，作为潜在的结构材料，其使用温度远超镍基高温合金，引起了广泛关注 [1-5]。其中一些合金的优异性能使它们成为当前和未来广泛应用的有希望的候选材料。这些先进材料基于 13 种难熔金属，即钨、铼、锇、钽、钼、铌、铱、钌、铪、铑、钒、铬和锆，其熔点介于 1855 ◦ C（锆）和 3422 ◦ C（钨）之间。它们还可能包含其他元素，例如铝、硅和钛，旨在改善设计所需的性能（主要是机械和/或环境性能）。元素周期表中不同族的难熔金属的性能差异很大。难熔金属及其合金的共同特性是熔点高、高温强度高、对液态金属具有良好的耐腐蚀性。难熔金属在极高的温度下也能保持稳定的蠕变变形，部分原因是它们的熔点高。难熔金属可加工成线材、锭材、钢筋、板材或箔材。它们用途广泛，包括热金属加工、熔炉、照明、润滑剂、核反应控制棒、化学反应容器和空间核能系统。它们也是航空航天应用的关键高温材料。此外，难熔金属还可用作合金添加剂——例如，用于钢、高温合金和高熵合金 (HEA)。最后，应该提到的是，大多数难熔金属都具有生物相容性，为开发用于植入应用的生物材料铺平了道路。低温加工性差和高温氧化性差是大多数难熔金属和合金的缺点。通过使用特定的难熔金属和合金添加剂组合可以改善氧化性能。与环境的相互作用会显著影响它们的高温蠕变强度。这些金属和合金在高温下的应用通常需要使用保护气氛或涂层。最近，RMIC、RHEA、RCCA 和 RSA 已成为深入研究的主题，其中许多研究涉及用于航空航天应用的新型超高温材料的设计。本期特刊发表的论文提供了新的信息
奥斯汀·C·海耶斯
• CU 博士论文工作 2018 年 8 月至今 直驱发电机比齿轮发电机具有更高的可靠性；但是，它们通常非常大（10MW 涡轮机重达 220 吨）。其中大部分质量是结构支撑材料。通过实施适合增材制造的拓扑优化和晶格结构，发电机重量可减轻多达 50%。此外，通过集成先进的冷却方法，可以显着提高功率密度，从而进一步减轻重量并降低机器成本。我制造了一个定制的 3 kW 发电机来测试各种冷却技术所能实现的最大电流密度，并使用这些数据来支持高功率密度 12 MW 直驱风力涡轮发电机的分析设计。我还研究了增材制造的空气质量和糊料挤出工艺的建模。 • HP Inc 金属 3D 打印实习生 2019 年 5 月 - 2019 年 8 月 在 HP Inc 的第二次实习中，我致力于开发用于现场打印机监控的方法和指标，以改善分层缺陷和各向同性。粉末粘合剂喷射本质上是一个分层过程，这会导致烧结缺陷。我创建了一个 MATLAB 脚本来自动分析烧结横截面以确定定量打印指标 • HP Inc 金属 3D 打印实习生 2018 年 5 月 - 2018 年 8 月 在 HP Inc 工作期间，我开发了一种高速成像装置，以更好地了解 3D 打印过程。我研究了粉末粘合剂喷射应用中的粉末-粘合剂相互作用。金属打印提出了聚合物粉末-粘合剂喷射中未曾见过的独特挑战；因此，我的工作是为了更好地理解这些独特的挑战。 • RIT 硕士论文工作 2016 年 8 月 - 2018 年 5 月 在我的硕士论文中，我使用金属增材制造的微结构来增强池沸腾传热。RIT 与 Vader Systems 合作，获得了第一台液体磁喷射 3D 打印机（现为 Xerox ElemX）。该打印机使用线材将熔融的铝液滴一滴地喷射到构建平台上，以产生高沉积速率和高分辨率。在我的项目中，我使用这项技术构建了新颖的微结构，以利用增材制造实现的气泡设计将池沸腾传热提高多达 7 倍•微流体高级设计项目（HP 赞助）2017 年 8 月 - 2018 年 5 月通过 RIT 进行的多学科项目，我们小组在惠普公司的支持下提出了自己的项目。我们开发了一种方法来创建一种低成本的微流体装置以评估层流的混合。目前，很难混合层流状态（例如生物医学应用所需的层流状态）。通过在 FAB 中的硅晶片上创建集成电阻加热器，并与低成本封装方法接口实现密封，可以创建一个流动混合装置。混合机制来自于实现类似于 HP 专利热喷墨技术的局部亚稳态沸腾。该项目是一个正在进行的研究项目，旨在确定其可行性和影响混合的参数。• NREL 科学本科实验室实习生 2017 年 5 月 - 2017 年 8 月在 NREL 工作期间，我使用有限元分析 (ANSYS) 来确定减轻大型直驱发电机重量的潜力。这可以减少 24% 的质量，同时还可以将径向偏转减少 60%。最佳的添加方法是粉末粘合剂喷射，并使用多喷射打印创建实验模型以证明设计的可打印性。我们的研究产生了两份会议论文集和两项 ASME 论文奖。• 在 IBM 与高级热能效率实验室合作 2016 年 5 月 - 2016 年 8 月在 IBM，我的工作是密封一个实验性的两相测试回路，该回路之前出现泄漏，已停运一年半。这涉及使用与 Matlab 脚本交互的 LabVIEW 数据采集来确定 Swagelok 系统是否长时间保持真空。此外，我与其他实习生和热工程师合作设计了一张流量卡，以模拟主机中的实际压降。然后，这张流量卡被 3D 打印出来并进行测试，以查看它是否对齐
第七届先进钢铁国际会议...
001 1-4 全体演讲 1 Sung-Joon Kim 奥氏体不锈钢中间隙原子的作用：C 与 N 002 5-7 1 相变 Tadashi Furuhara 界面工程在控制钢的微观结构和性能中的应用 003 8-11 1 相变 Yasunobu Nagataki 汽车用超高强度钢板的最新研究进展 006 12-15 1 相变 Mahesh Chandra Somani 北极应用新型超高强度钢的设计和加工的最新进展 007 16-18 1 晶粒结构控制 Munekazu Ohno 包晶钢凝固过程中粗柱状奥氏体晶粒的形成 008 19-20 1 晶粒结构控制 Shuang Xia 晶界特征分布对 316L 不锈钢力学性能的影响 009 21-22 1 晶粒结构控制Toshio Ogawa 通过三维微观结构分析表征纯铁和低碳钢的再结晶行为 010 23-25 1 晶粒结构控制 YongJie Yang 取向硅钢中一次再结晶织构的发展 011 26-29 1 第二相粒子控制 Yutaka Neishi 通过控制夹杂物形态提高特殊钢棒材和线材的性能 012 30-33 1 第二相粒子控制 Ling Zhang 含 2 wt%Nb 低碳钢的力学性能 013 34-37 1 第二相粒子控制 Wei Wang 通过测量高温下晶粒生长获得 TiN 在奥氏体中的溶度积 015 38-40 2 强度和变形 1 Nobuhiro Tsuji 完全再结晶超细晶粒钢同时实现高强度和高延展性的可能性 016 41-43 2 强度与变形 1 Elena Pereloma 揭示加工参数之间的关系，铁素体高强度低合金钢的相间析出与强化 017 44-47 2 强度与变形 1 Genichi Shigesato 高韧性钢板的微观组织控制 018 48-50 2 强度与变形 1 Norimitsu Koga 时效超低碳钢的低温拉伸性能 019 51-54 2 强度与变形 1 Myeong-heom Park 不同马氏体硬度的铁素体+马氏体双相钢的局部变形行为 020 55-57 2 强度与变形 2 Noriyuki Tsuchida 从应力分配角度改善力学性能 021 58 2 强度与变形 2 Stefanus Harjo 利用脉冲中子衍射观察钢材的变形行为 022 59 2 强度与变形 2 Si Gao 晶粒尺寸对钢材拉伸性能的影响304 不锈钢的原位中子衍射研究 023 60 2 先进钢种 1 Jungho Han 提高中锰钢低温韧性的可能性搅拌摩擦焊 024 61 2 先进钢种 1 Hongliang Yi 涂层/基体界面碳富集及其对 Al-Si 涂层压淬钢弯曲性能的影响 027 62-65 2 先进钢种 1 Dirk Ponge 高强度中高锰钢中的氢脆：从基础认识到新的抗氢微观结构设计 028 66-69 3 氢脆 Young-Kook Lee 微观结构和变形对珠光体钢氢脆的影响 029 70 3 氢脆 Hong Luo 环境引起的铁基多元合金的退化 030 71-73 3 氢脆 Shusaku Takagi 氢脆评估问题 031 74-76 3 氢脆 Akinobu Shibata 马氏体钢中的氢相关裂纹扩展行为 032 77-78 3 氢脆 Tomohiko Hojo 超高强度 TRIP 辅助钢的氢脆性能评估 033 79 3 耐热钢的设计 Satoru Kobayashi 提高长期结构稳定性的铁素体耐热钢的设计 034 80 3 设计耐热钢的设计 Shigeto Yamasaki Co 添加对高铬铁素体钢蠕变强度和磁性能的影响 035 81-84 3 耐热钢的设计 Nobuaki Sekido 利用纳米 SIMS 观察耐热铁素体钢在回火过程中硼偏析的变化 036 85-88 3 耐热钢的设计 Yoshiaki Toda 提高沉淀强化铁素体钢的蠕变强度 037 89-92 3 耐热钢的评价 Masatsugu Yaguchi 长期使用条件下 91 级钢的微观结构和蠕变强度 038 93 3 耐热钢的评价 Masatoshi Mitsuhara 晶界特征对 9Cr 铁素体耐热钢中 M23C6 碳化物生长的影响 039 94-97 3 18Cr 9Ni 3Cu Nb N钢的蠕变变形行为 040 98-101 3 耐热钢的评价 张胜德 长期使用超级304H钢锅炉管的组织与力学性能