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Symposium E02 Advanced Preparation and Processing Technologies of Materials 材料先进制备加工技术 2017 年7 月8-12 日 分会主席: 刘雪峰 北京科技大学 谢建新 北京科技大学 刘永长 天津大学 刘峰 西北工业大学 管仁国 东北大学 联系人： 石章智 北京科技大学 电话 邮箱：ryansterne@ E02. 材料先进制备加工技术 分会主席：刘雪峰、谢建新、刘永长、刘峰、管仁国 E02-01 纳米析出强化超高强度钢：合金设计、组织调控和力学性能 焦增宝1，刘锦川(C.T. Liu)2 1. 香港理工大学机械工程系 2. 香港城市大学机械与生物医学工程系 纳米析出强化钢是近年来国内外迅速发展的先进高强度钢之一，其具有高强度、高塑性、良好的焊接 性能和较低的生产成本，在航空航天、交通运输、海洋工程和新能源等重大战略领域有极大的应用潜力。 纳米析出强化的效果主要取决于析出相的种类、尺寸、数量、分布以及与基体的共格关系，因此，研究纳 米析出相的成分演化、结构转变和析出机理，实现对纳米组织的精确调控，是开发和设计高性能纳米析出 强化钢的关键。 本研究利用三维原子探针（APT ）和材料计算等手段研究了富Cu 纳米团簇和NiAl 型纳米金属间化合 物强化钢的析出行为、微观组织和力学性能。重点探讨了Cu 和Ni 元素对富Cu 纳米团簇析出的协同作用、 Mn 元素对Ni(Al,Mn)和Ni2AlMn 纳米金属间化合物析出的影响、富Cu 纳米团簇和NiAl 型纳米金属间化合 物复合析出的两种路径、多样化纳米析出行为对合金力学性能的影响，并在此基础上开发了 1.2 GPa 级和 1.9 GPa 级纳米析出强化钢。研究结果初步揭示了富Cu 纳米团簇和NiAl 型纳米金属间化合物析出行为的 基本规律，为开发和设计新一代纳米析出强化钢提供了理论依据。 关键词：纳米析出强化钢；合金设计；组织调控；力学性能；三维原子探针 E02-02 钢铁成分的高精度激光探针分析方法研究及应用 郭连波 华中科技大学武汉光电国家实验室 激光探针技术，即激光诱导击穿光谱技术，具有制样简单、微损、快速、多元素同时分析和远程检测 等优点，适合实时、在线、原位检测，因而成为钢铁生产和质量检测极具潜力的分析技术。然而，由于受 光谱干扰、基体效应和自吸收效应等因素的影响，激光探针在分析灵敏度、精确度和准确度上亟待进一步 提高。为此，以钢铁为研究对象，研究了几种提高激光探针定量分析灵敏度、精确度和准确度的新方法， 并基于自主研发的激光探针成分分析仪为平台，开发与之配套的数据处理算法，大幅提高了激光探针仪在 钢铁成分分析中的检测灵敏度、精准度和温度性。具体研究内容包括：（1）采用环形磁铁约束激光诱导 等离子体，实现了对等离子体空间约束与磁约束的双重作用，并将其用于钢铁的定量分析。使钢铁中V 、 Mn 、Cr、Ti 等痕量元素定标曲线的决定系数较无约束时均提升至0.99 以上，检测极灵敏度提高了2~4 倍。 （2 ）采用自主研发的LIBS 仪器的高精度检测方法解决了激光探针仪器分析中建立稳健定标模型和仪器漂 移校准两个关键问题。基于分析谱线和内标线选择、异常值剔除、分段定标、高阶多项式拟合等方法建立 了低合金钢9 种成分的定标曲线，结果表明，低合金钢中Mn 、Cr、Ni 、Cu、Si、Mo 、Ti、V 、Al 等元素 的分析误差均达到或优于国家标准，检测准确度达到与ARL-4460 型火花直读光谱仪相当的水平。（3 ）相 关成果在攀钢钢铁样品和北方重工厚壁钢管进行了现场检测应用研究，获得了合作单位的高度认可，并出 具了相关检测报告。 关键词：激光探针；激光诱导击穿光谱；钢铁检测 1 E02-03