摘 要

高端制造等行業對特殊鋼的性能需求日益提升，這對特殊鋼的研發和更新換代速度提出了極高的挑戰。基于傳統試錯法的研發方式雖然可在部分問題上避開未知物理機理的限制，但同時也會導致設計所需時間和成本的大量消耗。因此，特殊鋼的研發方式需要逐漸從傳統試錯法向計算設計到實驗驗證模式轉變。“材料基因組計劃”自問世以來，在諸多材料體系的設計上都發揮了顯著的作用，但在傳統結構材料尤其是鋼鐵材料上，由于其合金體系的復雜性、工藝流程的長鏈條、組織的多樣性以及性能的多目標需求，使其成為材料基因工程的難點。但正基于上述特點，傳統結構材料也為材料基因工程提供了發揮的空間，世界各國紛紛開展特殊鋼方面的高通量計算與設計。通過對基于材料基因思想的特殊鋼研發進展的綜述，評價了針對特殊鋼的材料基因工程發展現狀及未來方向。介紹了美國西北大學Olson團隊以及Questek公司通過多尺度集成計算平臺研發的飛機起落架用超高強不銹鋼、荷蘭代爾夫特大學通過“基因”設計理念結合高通量遺傳算法設計的高性能耐熱鋼、印度CSIR國家冶金實驗室通過多種本構模型結合人工神經網絡進行的高性能管線鋼設計等。特殊鋼的高通量計算與設計研究不但可以促進特殊鋼的更新換代，更會為我國乃至世界金屬材料的高速發展提供支撐與保障。

關鍵詞 材料基因組計劃；特殊鋼；高通量計算；組織性能調控；優化設計

文章地址 : DOI:10.7502/j.issn.1674-3962.201902014

文章附圖

圖1 高強不銹鋼成分與熱處理工藝耦合設計流程圖

圖2 協同優化NbX析出強化和固溶強化的高強不銹鋼設計結果

圖3 HSLA-100鋼設計的兩級優化過程流程圖

圖4 微合金化管線鋼計算設計方法流程圖

圖5 基于材料基因思想的特殊鋼研發體系

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