材料数据共享现状综述及区块链应用前景探讨

在材料领域,大数据逐渐成为新的资源,在材料研发过程中扮演着重要的角色。目前国内外有诸多材料数据库,科学数据的开放和共享逐步成为国际共识,欧洲学术界开展了开放科学运动并提出了科学数据FAIR原则。然而,数据共享过程中仍存在一些技术挑战,如材料数据共享技术、知识产权与数据安全问题以及材料数据共享生态的建设问题。区块链由于具有去中心化、可追溯等特点,为材料数据共享提供了新的解决思路。本文调研了材料数据库的共享现状,论述了数据开放科学运动的发展和FAIR原则,提出了目前材料数据管理与共享所面临的挑战,并通过区块链的应用原理和案例探讨了区块链在材料数据共享中的应用前景。     

X100热轧钢带的组织与性能

探讨了X100热轧钢带的成分选择、组织设计和强韧化控制等内容。结果表明:为了满足X100热轧钢带较高的强度要求,碳当量最好能控制在0.55以上;细化的"粒状贝氏体+板条贝氏体"混合组织是X100热轧钢带的组织控制目标;X100热轧钢带强度的实现是细晶强化、固溶强化、位错强化、相变强化等多种强化方式于一体的强化方式共同作用的结果;显微组织的细化尤其是相变前奥氏体的细化和M/A岛尺寸、数量的优化控制,是X100管线钢获得优异韧性的关键。     

高性能海底管线钢的铁素体相变规律

采用Gleeble-1500D型热模拟试验机研究了高性能海底管线用钢的铁素体相变组织演变特征,观察不同变形温度、变形量和开冷温度对铁素体相变规律的影响。结果表明,增加变形量和降低变形温度均会促进形变诱导铁素体相变,加快铁素体析出,细化铁素体晶粒;降低开冷温度,铁素体转变量增加,但开冷温度过低时,铁素体晶粒会明显长大。为了获得细小弥散的铁素体组织,试验钢奥氏体未再结晶区变形温度应控制在780℃左右,变形量≥50%,开冷温度控制在700~660℃之间。     

轧后冷却制度对X100管线钢组织与性能的影响

 采用热模拟试验机研究了X100管线钢的连续冷却相变规律和控轧控冷工艺中不同冷却制度下微观组织特征及显微硬度的变化规律。结果表明,随着冷却速度的升高和终冷温度的降低,试验钢微观组织逐渐细化,其中粒状贝氏体含量不断减少而板条贝氏体含量逐渐增加,显微硬度也随之增加;M/A岛含量随着冷却速度的增加而减小,随着终冷温度的降低呈现先降低后增加的“V”型趋势,且在340℃获得最低值。     

控轧控冷工艺对高强度X100管线钢组织的影响

对一种X100管线钢进行热模拟试验,研究了过冷奥氏体的相变规律,提出了一种得到以粒状贝氏体+板条贝氏体为主的混合组织的控轧控冷工艺制度,分析了精轧变形量、冷却速度及终冷温度对实验钢微观组织的影响。结果表明,随着变形量的增大实验钢的微观组织逐渐细化,高强度的板条贝氏体含量减少而粒状贝氏体含量增多;随着冷却速度的增加和终冷温度的降低实验钢组织中的板条贝氏体含量明显提高,组织也逐渐细化;组织中板条贝氏体含量较高时实验钢具有较高的强度,但过多的板条贝氏体和针状M/A岛对材料的韧性造成不利的影响。     

Mo含量及冷却工艺对低碳贝氏体钢组织与M/A岛的影响

为考察冷却工艺参数对低碳贝氏体钢组织和马氏体/奥氏体(M/A)岛的影响,利用热模拟试验机对不同Mo含量的低碳贝氏体钢进行研究。结果表明,随Mo含量增加,组织中板条贝氏体和M/A岛含量增多;增大冷速、降低终冷温度均能够细化组织,提高组织中板条贝氏体的含量及显微硬度;随着冷速的升高,M/A岛含量减少,由大颗粒的球形向细小的针状转变;终冷温度在410~350℃时,M/A岛含量和尺寸随终冷温度的降低逐渐减小,终冷温度降为330℃时,组织中短棒状M/A岛数量增多,M/A岛含量也开始增多。组织中的粒状贝氏体+板条贝氏体和其上分布的尺寸细小、形状规则的M/A岛是获得实验钢强度和韧性良好匹配的最佳组织类型。     

X100级管线钢的组织和强韧性

用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和EBSD等方法研究了X100管线钢热连轧钢带的微观组织、析出物、晶粒尺寸等对X100管线钢强韧性的影响。结果表明,通过合理的成分设计和TMCP工艺得到的X100管线钢的平均有效晶粒尺寸约为2.38μm,晶内含有大量位错和亚结构;显微组织由粒状贝氏体、板条贝氏体和M/A岛组成,组织中粒状贝氏体含量较多,板条贝氏体含量较少,M/A岛尺寸较小,弥散分布;细小的第二相能有效钉扎位错的移动,产生沉淀强化效果;实验钢的抗拉强度高于970 MPa,屈服强度高于800 MPa,-40℃以上的Charpy冲击功大于250 J,韧脆转变温度在-40℃与-60℃之间。     

X100热轧钢带的成分设计

通过热模拟实验的方法研究了合金元素C、Mo、Nb含量对X100管线钢带的微观组织和显微硬度的影响。结果表明,随着C、Mo、Nb含量增加,实验钢显微组织中的板条贝氏体比例增加,显微硬度明显提高。但是,C、Mo含量较高时,钢中的马氏体/奥氏体(M/A)组元含量增加,尺寸增大。通过对碳当量的讨论得出,X100热轧钢带的合金设计应该综合考虑各种合金元素的影响,碳当量最好能控制在0.55附近。最后针对X100热轧钢带提出了一个优化的成分范围。     

数字测井资料在煤质分析中的应用

煤层中含有硫化物(特别是硫铁矿)代表一种强的还原环境。测井中自然电位参数对氧化和还原环境的反映比较明显。根据这种关系，将自然电位测井数据和实验室分析原煤全硫含量进行回归，建立回归方程，进而在实际工作中应用自然电位测井资料。