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科技日報訊 （記者王怡 郝曉明）在鑄鋼過程中,，雜質(zhì)的匯聚和上浮導(dǎo)致了鑄造中成分的不均勻,，進而影響鋼材的質(zhì)量。記者從中科院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實驗室獲悉,，由李殿中研究員,、李依依院士帶領(lǐng)的研究團隊的一項最新成果，揭示了在鑄造鋼件時導(dǎo)致鋼材降解的機制,。該研究成果發(fā)表在近日的《自然通訊》上,。

鋼材在高溫冶煉和澆注到模具之后，需要鑄造凝固,。在凝固過程中,，液態(tài)金屬結(jié)晶形成樹枝晶網(wǎng)絡(luò)，因為鋼水不純凈,，雜質(zhì)會在枝晶網(wǎng)內(nèi)聚集長大,。由于密度小,，這些雜質(zhì)團簇在枝晶網(wǎng)內(nèi)上浮形成一條通道。在該通道內(nèi),，富集大量雜質(zhì),，也會吸附和促進碳、錳等主要合金元素的偏聚,。鑒于這條通道的成分和性能與周圍材質(zhì)有很大區(qū)別,，被稱為成分偏析帶（又叫通道偏析）。

此項研究解剖分析了3支100噸級核電用鋼錠,，通過控制氧含量的臨界值,，有效減輕直至消除了偏析缺陷。研究人員發(fā)現(xiàn),，長期被忽略的氧及其形成的氧化物是偏析的根源,。

據(jù)李殿中介紹，之前的理論主要認為硫和磷會帶來偏析問題,，但在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),，即使硫和磷控制到了很低含量，偏析依然存在,，這與經(jīng)典理論不相符,，直到發(fā)現(xiàn)氧才是幕后黑手。

這一研究成果已經(jīng)獲得初步應(yīng)用驗證,。在特殊鋼領(lǐng)域,，有效提高了成材率；在重機行業(yè),，提高了鋼水的純凈性和核電,、火電等大鋼錠及其大鍛件的內(nèi)在品質(zhì)?？匮跫儍艋夹g(shù)推廣應(yīng)用后,，將使大尺度鋼鐵材料的制備工藝發(fā)生改變,，從而顯著提升鋼材的成材率,，也有利于提質(zhì)增效，進一步促進我國重大工程用鋼國產(chǎn)化,。