高端金屬材料基礎研究與技術創新及産業化應用研究所

一、簡介

本研究所擁有金屬材料設計、合金制備與加工、微觀結構分析、物相定量分析與表征及性能測試五個公共模拟設計與實驗檢測平台。長期以來所立足于金屬材料科學的前沿問題和國民經濟建設重大金屬材料科學應用的理論和産品開發關鍵技術問題。聚焦于金屬材料領域的高質量發展，科研成果實現産業化應用為終極目标。開展金屬結構材料、耐磨耐腐蝕材料、金屬功能材料及特殊合金等材料的先進冶煉、加工及熱處理技術與産業化應用研發，研究工作以應用基礎研究為主，強調發展新材料，注重新材料的制備工藝-組織-性能關系研究，重視新産品開發的關鍵技術開發、裝備研制及科研成果産業化。

在新一代高速鋼軌、汽車輕量化用高強韌性熱軋及冷軋沖壓鋼闆材、電工鋼、火炮用中合金鋼及特殊合金等方面取得了一批創新性成果并實現了工程化應用，研究成果填補相關企業的空白，部分研究成果填補了國家相關産品的空白。稀土在鋼鐵、輕合金及高溫合金方面的作用機理研究方面取得一批理論創新研究成果。

搭建了一個培養該領域高技術人才的創新平台，提高内蒙古自治區在金屬材料領域高新科技産品的開發水平和核心競争力，推動我區在金屬材料基礎研究與技術創新及産業化應用的進程。

二、研究方向

1. 基于白雲鄂博礦铌、钛及稀土資源高效利用的基礎研究及技術開發

基于白雲鄂博礦伴共生礦稀土資源在鋼材制備過程中傳承規律，開展稀土直接合金化技術及産業化應用研究，低品位铌钛合金在鋼材生産中應用的關鍵技術研究，稀土在鋼鐵材料中的作用機理研究，實現白雲鄂博礦铌钛資源高效綜合利用。

2. 稀土在金屬材料中的作用機理

開展稀土在鋼鐵、輕合金金及高溫合金中對合金凝固組織、合金變形與組織演變及析出相的作用機理研究。

3. 金屬材料組織精細化控制與産品質量集成技術的開發和應用

針對汽車輕量化用鋼、高牌号電工鋼、軍民兩用高強韌性合金鋼、模具鋼及貧鈾合金等金屬材料，進行應用基礎研究及關鍵技術開發，服務地區及國家經濟與國防建設需求。

4.新一代金屬結構材料的壽命評估預測及控制技術

結合新一代金屬結構材料構件制備過程中組織性能、應力和精度控制的關系及服役條件，采用數值模拟、物理模拟及先進檢測和表征手段，進行金屬結構材料構件的疲勞壽命及安全性評估，提升金屬結構材料構件成分設計和工藝控制的理論和技術水平。

三、學術隊伍

本研究所擁有一支高水平法人科研隊伍，現有固定科研人員33名，其中教授14名，副教授4名，博士22名。擁有國務院政府特殊津貼專家1人，内蒙古自治區突出貢獻專家1人，内蒙古自治區草原英才4。内蒙古“草原英才”工程青年創新創業人才1人，内蒙古自治區“新世紀321人才工程”3人，

表1 研究所教授個人情況

序号	姓名	學曆	研究方向	個人情況
1	任慧平	博士	基于白雲鄂博礦铌、钛及稀土資源高效利用的基礎研究及技術開發	内蒙古自治區新金屬材料重點實驗室主任，享受政府特殊津貼人員，自治區“草原英才”工程培養人才， “草原英才工程”創新團隊負責人。中國稀土學會常務理事，稀土鋼專業委員會主任。主持多項國家基金及自治區科技重大科技等項目，獲内蒙古科技進步一等獎2項，内蒙古科技進步二等獎2項，多項科研成果實現了産業化應用。
2	陳林	碩士	新一代金屬結構材料的壽命評估預測及控制技術	主要從事軋鋼生産新工藝、新技術；材料加工數值模拟；新一代結構材料組織控制及疲勞斷裂壽命預測，先後榮獲内蒙古“草原英才”、内蒙古“突出貢獻專家”、寶鋼優秀教師。曾獲自治區科技進步一等獎1項，二等獎1項，發明專利6項，發表論文50餘篇。
3	金自力	碩士	金屬材料組織精細化控制與産品質量集成技術的開發和應用	主持2項國家基金項目，多項科研成果實現産業化應用。國家科學技術獎勵評審專家，内蒙古核學會副理事長、中國核學會理事。2015年獲得自治區第五批“草原英才”，2019年獲得包頭市五一勞動模範稱号，2020年獲得第十批草原英才滾動支持。
4	趙麗萍	碩士	金屬材料組織精細化控制與産品質量集成技術的開發和應用	内蒙古自治區“教學名師”、包頭市“五一勞動獎章”獲得者、教育部材料類工程教育認證骨幹專家。從事模具鋼、不鏽鋼、鎂合金相變機理及組織性能控制等研究工作，先後完成國防科工委、教育部、自治區創新引導項目、自然基金及企業科研項目20項。
5	董方	碩士	基于白雲鄂博礦铌、钛及稀土資源高效利用的基礎研究及技術開發	1995年畢業于北京科技大學鋼鐵冶金專業，獲得碩士學位。曾獲得内蒙古自治區科技進步二等獎和包頭市科技進步二等獎成果獎勵。負責、參加科研課題20多項，發表科研論文100餘篇。發表譯著、著作4部。
6	王海燕	博士	稀土在金屬材料中的作用機理	内蒙古自治區第九批草原英才，内蒙古自治區高等學校青年科技領軍人才，内蒙古自治區新世紀321人才，機械工程學會熱處理分會青工委，機械工程學會材料分會物理與數值模拟委員會委員，國内外知名學術期刊審稿人。
7	計雲萍	博士	稀土在金屬材料中的作用機理	主持2項國家基金項目，入選包頭市首批“5521工程”中青年骨幹人才、内蒙古自治區“新世紀321人才工程”、包頭市第三批“鹿城英才”工程，獲包頭市“三八紅旗手”榮譽稱号及多項省部級、地市級科研與教學獎勵。
8	李濤	博士	基于白雲鄂博礦铌、钛及稀土資源高效利用的基礎研究及技術開發	主持并參與科研項目20餘項，發表學術論文64篇。主持教改項目9項。主編教材2部，參編4部。授權發明專利1項、實用新型專利2項。參加并獲市科技進步一等獎（2011）和自治區高等教育一等獎（2018）各1項。
9	李振亮	博士	稀土在金屬材料中的作用機理	材料成型及控制工程系主任，内蒙古自治區“教學名師”。世界上首次觀察并表征出Mg-Nd-Zn型LPSO結構相（見《金屬學報》、《JMST》），據此提出了“鎂合金塑性變形過程的誘導機制”理論。
10	張建飛	博士	稀土在金屬材料中的作用機理	主持國家級項目1項、省部級項目2項，地市級項目3項。發表論文20餘篇，被SCI、EI收錄15篇。授權專利8項。包頭市“鹿城英才”、國家自然科學基金委函評專家、内蒙古教育科研項目函評專家
11	趙勇濤	博士	金屬材料組織精細化控制與産品質量集成技術的開發和應用	内蒙古焊接學會/協會理事。主持及參與國家級、省部級、地市級及校企合作項目20餘項，發表相關論文40餘篇，收錄20餘篇，出版《超超臨界鍋爐用P92鋼的組織性能及應用》專著1部，授權發明專利1項。目前指導培養碩士研究生10餘名，已畢業7名。
12	方琪	博士	金屬材料組織精細化控制與産品質量集成技術的開發和應用	自治區“新世紀321人才工程”二批次人才和包頭市“鹿城英才”三層次人才。主持國家級項目1項，自治區級項目2項，參與國家級和省部級項目5項，橫向課題3項，獲省部級獎勵3次。
13	李岩	博士	基于白雲鄂博礦铌、钛及稀土資源高效利用的基礎研究及技術開發	北京科技大學冶金物理化學專業畢業，從事鋼鐵材料相變規律及組織性能控制的研究。主持國家自然科學基金一項，省部級項目三項。
14	包喜容	碩士	新一代金屬結構材料的壽命評估預測及控制技術	主持國家自然科學基金一項、内蒙古自治區自然科學基金兩項，發表論文10餘篇，授權發明專利2項，2014年參與獲内蒙古科學技術進步獎一等獎。2016年清華大學訪問學者，2018年澳大利亞伍倫貢大學訪問學者。2017年榮獲内蒙古“草原英才”工程青年創新創業人才。

四、人才培養

本研究所始終堅持立德樹人為根本任務，近三年來共培養博士5名、碩士50名，目前在讀博士研究生5名、碩士研究生35名，先後培養200餘名本科生。研究所就業率長期保持高位，畢業生去向以從事金屬材料相關的生産和科研工作就業為主，包涵技術骨幹、管理人員和現場生産人員等。除工作就業外，還有部分畢業生國内升學、出國（境）留學和自主創業

五、科研平台條件

本研究所依托的主要科研平台包括内蒙古自治區白雲鄂博礦稀土及铌資源高效利用省部共建教育部重點實驗室、内蒙古自治區新金屬材料重點實驗室及内蒙古自治區新材料技術生産力促進中心。實驗室成員5人次被内蒙古自治區授予“草原英才”及“突出貢獻專家”等人才稱号。

表1 研究所擁有的主要設備清單見

序号	設備名稱	設備型号	金額（萬元）	設備功能	購買日期
1	熱場發射透射電子顯微鏡	JEM-2100F	997.0	1.應用于材料科學、半導體、納米技術等領域的顯微形貌、晶體結構和相組織的觀察與分析； 2.各種材料微區化學成分的定性和半定量檢測； 3.粉末、納米粒子形态和粒度測定； 4.複合材料界面特性的研究	2015-12
2	熱場掃描顯微鏡	SUPRA55	480	材料的形貌組織觀察，材料斷口分析和失效分析，材料實時微區成分分析，元素定量、定性成分分析，快速的多元素面掃描和線掃描分布測量，晶體、晶粒的相鑒定，晶粒尺寸、形狀分析，晶體、晶粒取向測量。	2013-09
3	Gleeble熱模拟機	Gleeble-1500D	294.0	1.熱軋、連鑄、鍛造工藝模拟，焊接熱影響區模拟和熱處理工藝模拟等。 2.常溫高溫拉伸/壓縮實驗、高溫熱塑性和CCT曲線測試實驗等。 3.擴散、熔化及控制固化、應力松弛、再結晶、加工硬化等。	2004-10
4	X射線衍射儀	D8 AOVANCE	284.1	金屬及合金材料、半導體及超導材料、陶瓷材料、化學及塗層材料、新材料及納米材料等領域的物相的定性及定量分析、晶塊大小測定、宏觀應力的測定、微觀應力的測定、點陣常數測定、結構分析。	2010-03
5	高頻疲勞試驗機	100KN	255.8	用于進行測定金屬、合金材料及其構件的疲勞壽命,可完成單向脈動疲勞試驗、高低溫疲勞試驗、三點彎曲疲勞、四點彎曲疲勞特性、疲勞壽命、斷裂韌性、疲勞裂紋預制、疲勞裂紋擴展試驗、KIC值、S-N曲線等。	2014-11
6	激光共聚焦顯微鏡	VL2000DX-S	179.9	通過非接觸的方式進行樣品表面三維形貌觀察和測量。常溫下可以對試樣的表面進行實時的三維觀察、記錄和存儲；高溫下可實現對材料組織結構變化（熔融、凝固、結晶等）的實時、原位以及高清晰觀察與分析。	2016-03
7	智能型全自動拉曼光譜儀	LABRAM XP	158.5	具有高靈敏度的優化設計和真共焦性能，可用于化學、生物、藥物、材料等領域的快速檢測，也可用于質量控制，例如DLC膜質量控制、石墨烯的層數測量等。	2012-11
8	電感耦合等離子體質譜儀	NEXION 350X	155.8	為提高元素分析實驗室的效率而設計，特别是為納米顆粒分析領域提供準确的表征工具。通過非凡的三錐、三重四級杆和三種工作模式創新技術優化儀器設計，降低背景和幹擾，優化信号的穩定性，大化樣品通量和少停機時間。	2015-05
9	掃描電化學測試系統	PARC	150.0	由M273A恒電位/電流儀、M5210鎖相放大器和PowerSine/M352等測試軟件組成。可進行：電化學阻抗譜、線性極化、動電位掃描、循環伏安、恒電位法、恒電流法、計時電位法、計時電流法、電偶腐蝕、開路電位-時間曲線等測量。	2016-03
10	氩離子抛光儀	GATAN	150.0	用于樣品的截面制備及平面抛光的桌面型制樣設備。可行抛光加工的材料種類十分廣泛，包括由多元素組成的試樣，以及具有不同的機械硬度、尺寸和物理特性的合金、半導體材料、聚合物和礦物等。	2016-03
11	電子萬能試驗機	C45.305	92.0	電子萬能試驗機的測試系統采用高速率、低振動電機驅動裝置和集成、數字閉環控制裝置，在1N到300kN範圍内實現力控、位移控或應變控的試驗。可完成金屬/非金屬材料的常規力學性能測試。	2016-07
12	氧氮氫聯合測定儀	ONH836-HMC	88.7	氧氮氫聯合測定儀采用惰性熔融法，可提供各種無機材料、鋼鐵、有色金屬、硬質合金陶瓷材料中寬範圍的氧氮氫同時測定，是一種用于物理學、化學領域的分析儀器。	2013-02
13	電感耦合等離子原子發射光譜儀	AGILENT 725-ES	79.0	電感耦合等離子原子發射光譜儀是一種用于化學、材料科學等工程領域的分析儀器，适用于元素定性、半定量和精确定量分析，可測定很高濃度的元素含量和較痕量元素含量，能分析除氧、氯、硫、氟和惰性氣體元素外的絕大多數金屬和非金屬元素。	2016-03
14	氧氮氫分析儀	ONH-P	74.7	氧氮氫分析儀采用惰性氣體融合技術，将樣品在脈沖爐中加熱達3000℃的溫度，可以确保快速、精确的測定樣品中氧、氮和氫元素含量。用于金屬、陶瓷和其他各種無機材料中氧、氮和氫元素含量的測定。	2017-07
15	碳硫分析儀	CS844-MC	61.4	可分析鋼、鑄鐵、合金、金屬礦石、陶瓷、水泥、石灰、橡膠、煤、焦炭、耐火材料、碳化物、石墨、油品、催化劑、土壤等有機和無機固體材料中碳和硫的質量分數。	2013-02
16	高溫電子萬能試驗機	GNT300	24.2	應用于金屬棒材、管材、闆材和異型材及複合材料的力學性能試驗，測試材料在高溫和常溫等不同溫度環境下的拉伸、壓縮、彎曲等力學性能。	2018-06
17	25kg多功能真空感應爐（東大特冶）	DDVIF-25-100-2.5	56	在真空或保護氣氛條件下對金屬材料（如不鏽鋼、鎳基合金、銅、合金鋼、稀土钕鐵硼等）的熔煉處理，也可進行合金鋼的真空精煉處理及精密鑄造。	2019-05
18	帶斷裂曲線沖擊試驗機	NI500C	22.0	主要用于測定金屬材料在動負荷下抵抗沖擊的性能，從而判斷材料在動負荷下的質量狀況，并記錄材料斷裂曲線。	2018-06
19	電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP-OES)	Avio 200	75	ICP-OES功能：可用于地質、環保、化工、生物、醫藥、食品、冶金、農業等方面樣品中七十多種金屬元素和部分非金屬元素的定性、定量分析。此外，可以進行多元素同時測定，并且線性寬，穩定性好。	2020-05

表2 共享設備

序号	設備名稱	用途	共享單位
1	φ750×550mm高剛度二輥熱軋實驗軋機	組合式控制冷卻機組，可針對中厚闆、熱連軋闆帶材軋後控制冷卻工藝過程中的組織和性能演變規律進行工業化的實驗研究。具有超快冷速冷卻、層流冷卻和氣霧冷卻等多冷卻路徑控制功能，冷卻速度可以在MCC-DQ範圍内進行調整，可以對開冷溫度、終冷溫度、冷卻速度等工藝參數進行精準控制。	包鋼技術中心
2	直拉式4輥可逆冷軋機	φ550×φ200/φ150/φ110×450mm直拉式冷軋實驗軋機，采用液壓張力及夾鉗機構對單片帶鋼試樣實施張力軋制，多輥經工作輥系可滿足不同來料厚度的冷軋工藝需要，采用電熱箱爐加熱試樣可以進行溫軋試驗研究，特别适用于冷軋帶鋼品種開發和小爐冶煉提供的短軋件的冷軋工藝過程的實驗研究。

六、科研項目

1.國家級

1）陳林,等.國家自然基金地區科學基金項目，非對稱複雜斷面鋼軌餘熱淬火技術及相關基礎研究，51361021，2014-2017，49萬

2)李振亮,等.國家自然基金地區科學基金項目，Ca/Nd複合高合金化鎂合金塑性變形過程中織構影響規律研究，51364032，2014-2017，48萬

3）包喜榮,等.國家自然基金地區科學基金項目，基于百米鋼軌連軋工藝研究稀土對Mn-Cr-Mo系超高強度貝氏體鋼，2015-2018，40萬

4）張建飛，等.國家自然基金地區科學基金項目，稀土微合金化NiAl-V共晶複合材料高溫度梯度定向凝固生長機理，51564041，2016-2019，48萬

5）金自力，吳忠旺，齊建波，瞿偉，李東嶽.國家自然基金地區科學基金項目，基于白雲鄂博稀土及铌多金屬共生礦取向矽鋼熱軋帶的物理冶金行為，51761033，2018-2021，36萬

6）王海燕，任慧平，高雪雲.國家自然基金地區科學基金項目，Fe-Cu系合金納米富Cu相析出演化規律的多尺度耦合模拟與實驗研究，51764047，2018-2021，38萬

7）計雲萍，張明星，範秀風，宋豔青.國家自然基金地區科學基金項目，稀土镧和铈對鋼液凝固過程中細化δ相的作用及機理研究，51761034，2018-2021，36萬

8）王海燕，等.La，Ce對馬氏體時效鋼析出熱穩定的影響機理，51961030，2020.01-2023.12，41萬

2.省部級

1）任慧平，金自力，方琪，吳忠旺，孫偉，王玉峰，李一鳴，等.内蒙古自治區科技創新引導獎勵資金項目，基于白雲鄂博礦低成本高性能取向矽鋼生産的關鍵技術與産品開發，2016-2017，50萬

2）任慧平，等.2016年度内蒙古科技重大專項“新一代高品質稀土鋼生産關鍵共性技術研-究及産業化─白雲鄂博礦稀土直接合金化技術及新型稀土鋼闆材研究與開發專項”2016.11-2019.12，200萬元.

3）任慧平，等. 2018年度内蒙古科技重大專項“白雲鄂博礦铌钛資源在高附加值鋼材生産中高效應用的技術集成.2018-2021.12 ,500萬元（zdzx2018032）

4）吳忠旺,等.2020年度内蒙古自治區科技計劃項目“基于白雲鄂博礦新能源汽車驅動電機用高強無取向矽鋼生産的關鍵技術與産品開發”. 2020.07-2023.06,67萬（2020GG0150）

5）任慧平,等. 2020年度内蒙古自治區科技計劃項目“稀土微合金5Cr系列抗CO2/H2S腐蝕專用油井管核心技術開發”.2020.01-2022.12,60萬。

6）趙麗萍，等.内蒙古自治區科技創新引導獎勵資金項目“新型稀土模具鋼的研究與開發”.2020.01.01-2021.12.30,40萬.

3.橫向課題

1） 任慧平，金自力，方琪，吳忠旺，董方，等.内蒙古包鋼鋼股份有限公司，包鋼新體系特色汽車高強度鋼闆的研究開發，2014-2019，148萬

2） 任慧平，趙莉萍，金自力，陳林，張建飛，方琪，中核北方燃料元件有限公司，YT合金制品制備工藝的機理研究及控制措施制訂，2016.03-2017.12，50萬

3） 金自力，任慧平，趙莉萍，方琪，等,中核北方燃料元件有限公司,高性能純Y金屬及Y-B合金制品的關鍵技術研究，2017.03-12，35.8萬

4）任慧平，吳忠旺，金自力，李濤，齊建波等.内蒙古包鋼鋼股份有限公司.利用白雲鄂博礦稀土資源開發高品質電工鋼軋制技術的研究,2019-2022,145萬

5)任慧平，吳忠旺，金自力，董方等.酒鋼宏興股份公司碳鋼薄闆廠,基于CSP-酸軋-罩退工藝條件下無取向矽鋼開發及基礎理論研究,2019-2021,99.8萬

6)金自力，董方，王玉峰，李玮，呼陟宇，齊建波，徐掌印，孫偉.内蒙古北方重工業集團有限公司特鋼事業部，承壓用1350MPa高強鋼管産品穩定性生産攻關關鍵技術，2018-2019，63.3萬

7)金自力，等.内蒙古北方重工業集團有限公司，25Cr3Mo3NiNb鍛鋼件相變曲線測定與加工過程第二相析出行為表征.2019.12-2020.04,24.1萬。

8）計雲萍，等.中核北方燃料元件有限公司,SLE增材制造锆合金格架數值模拟與組織分析,2020.05-2020.12,35萬.

9)李振亮，等.内蒙古星晟工程技術有限公司，高性能含鋁、鎂中間合金的技術開發與應用，2020.09-2025.09,50萬

10)陳林，包喜榮,等.HD合金熱環軋工藝優化研究與變形模拟計算技術，2018-2021，71萬

七、學術成果

1.學術論文

[1]Ji Y P, Li Y M, Zhang M X, Ren H P. Crystallography of heterogeneous nucleation ofδ-ferrite on Ce₂O₂S particles during solidification of a Fe-4Si alloy[J]. Metallurgical and Materials Transactions A, 2019, 50(4): 1787-1794.

[2]Xueyun Gao, Haiyan Wang, Chengmeng Wang, Yiming Li, Shuming Chen, Ming Zhao, Baowei Li. First-principles Investigation of the effects of RE doping on the diopside phase of glass ceramics[J]. Journal of Non-crystalline Solids, 2019, 526: 119701.

[3] Zhang jianfei, Hao wenwei, Xu pengfei, Dong yuelei, Zhang yuhao, Microstructure and performance of NiAl-39V Eutectic Alloy prepared by Arc melting [J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2019, 48 (5): 1523-1528.

[4]瞿偉,任慧平,董方,張波,齊建波,亓捷.富镧CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO渣含鋁壓塊自還原的行為研究[J].稀有金屬材料與工程, 2019, 48(7): 2338-2343.

[5]任東,金自力,吳忠旺.镧對高強IF鋼退火過程中組織及力學性能的影響[J].金屬熱處理, 2019, 44(5): 22-26.

[6]張慧敏,陳立超,趙莉萍.稀土Nd對AE鎂合金顯微組織及硬度的影響[J].金屬熱處理, 2019, 44(7): 84-87.

[7]董方,闫瑞軍,楊宗佳,餘智超,田時雨.稀土铈對22MnCrNiMo鋼耐腐蝕性能的影響[J].中國冶金, 2019, 29(1): 30-37.

[8]張慧敏,陳立超,趙莉萍.稀土Nd對AE鎂合金顯微組織及硬度的影響[J].金屬熱處理, 2019, 44(7): 84-87.

[9] Ji Y P, Zhang M X, Ren H P. Roles of lanthanum and cerium in grain refinement of steels during solidification[J]. Metals, 2018, 8(11): 884.

[10] Haiyan Wang, Xueyun Gao, Huiping Ren, et al. Diffusion coefficients of rare earth elements in fcc Fe [J]. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 2018, 112: 153-157.

[11] Chen S M, Wang H Y, Ren H P, Gao X Y. First-principles study of phase stability and solubility in Al-(Cu, Zr) alloys[J]. Ferroelectrics, 2018, 523(1): 112-118.

[12] Wang H, Yao Z, Gao X, et al.Molecular Dynamics Investigation of the Effect of Lanthanum on the Diffusivity of Niobium in Austenite[J]. Materials Transactions, 2018, 59(5): 706-711.

[13] Jianbo Qi, Lili Ru, Guangxin Wu, Jieyu Zhang, Kuochih Chou. First principles application for mechanical properties of Ti doped W particles enhanced U matrix composite [J]. Rare Metals, 2018, 37(9): 815-822.

[14] Ruihong Li, Zhijun Chen, Bin Jiang, Fusheng Pan. Microstructure and mechanical property development in a hot-rolled and annealed Mg-5Li-1Al alloy sheet[J], Rare Metal Materials and Engineering, 2018, 47: 3640-3644.

[15] Ruihong Li, Junli Li, Kaiyu Qi, Xin Ge, Qiwei Zhang, Bangwen Zhang. One-Step Synthesis of 3d Sulfur/Nitrogen Dual-Doped Graphene Supported Nano Silicon as Anode for Li-Ion Batteries[J]. Applied Surface Science. 2018, 433: 367-373.

[16] Xi rong Bao, Jun an Wang, Xiao dong Wang, Feng Guo,Yong zhen Liu. Effects of lanthanum on hot deformation behaviour of Mn-Cr-Mo bainitic rail steel[J]. Journal of Rare Earths, 2018, 39(7): 772-780.

[17]計雲萍,任慧平,侯敬超,宋豔青,劉新華.稀土低合金貝氏體耐磨鑄鋼回火過程中的組織演變[J].稀有金屬材料與工程, 2018, 47(4): 1261-1265.

[18]計雲萍,亢磊,李超,宋豔青,任慧平.稀有金屬在Fe-X二元合金凝固細化中的溶質作用[J].稀有金屬, 2018, 42(4): 362-366.

[19]計雲萍,亢磊,齊建波,瞿偉,任慧平.稀土對20MnCrNi2Mo鑄鋼粒狀貝氏體脫溶平衡相的影響[J].稀有金屬, 2018, 42(8): 820-825.

[20]任慧平,吳忠旺,金自力.稀土在電工鋼中的作用及研究進展[J].包鋼科技, 2018, 44(5): 1-6.

[21]瞿偉,任慧平,金自力,計雲萍,李兵磊,王朝毅.稀土镧對低合金高強鋼微觀組織及沖擊韌性的影響[J].稀有金屬材料與工程, 2018, 47(7): 2087-2092.

[22]馬雪微,張建飛,郝文緯,徐鵬飛,陳林,任慧平.電弧熔煉态NiAl-V合金的組織演變及力學性能[J].稀有金屬材料與工程，2018, 47(11): 3528-3535.

[23]王海燕，姚兆鳳，賀兆海，劉宗昌，高雪雲. Fe-RE系合金的力學譜特征[J].稀土, 2018, 39 (2): 108-113.

[24]姚兆鳳，王海燕，陳樹明，劉宗昌，鄭夢珠.稀土La在Fe基合金γ相晶界的擴散行為[J].金屬熱處理, 2018, (1): 38-42.

[25]陳林,郭飛翔,王慧軍,宿皓,李琳,郭善麗,吳章忠,濤雅.微觀組織對U20Mn貝氏體鋼疲勞裂紋擴展行為的影響[J].材料熱處理學報, 2018, 39(2): 119-124.

[26]李濤,曹閣,劉毅.稀土Ce對7A04鋁合金耐海洋大氣腐蝕性能的影響[J].熱加工工藝, 2018, 47(22): 55-58.

[27]李兵磊,金自力,任慧平,瞿偉,康學良,張玲郁. La對微合金高強鋼組織及析出相的影響[J].稀土, 2018, 39(1): 83-89.

[28]李欣,李振亮,段寶玉,李一鳴,徐玉磊.擠壓-室溫軋制對尺寸不對稱噴射沉積含Gd鎂合金組織及織構影響[J].稀有金屬, 2018, 42(10): 1024-1031

[29]劉飛,李振亮,李欣,孫昊.軋制方向對噴射沉積含Nd鎂合金第二相及織構影響[J].稀有金屬, 2018, 42(5): 463-469.

[30]王碩,金自力,任慧平,邢磊,張玲郁.稀土及卷取後冷速對高強鋼闆組織及第二相的影響[J].稀土, 2018, 39(6): 114-121.

[31]劉瑞祥,任慧平,金自力,吳忠旺,李東嶽.退火溫度對稀土微合金化取向矽鋼組織及微觀取向的影響[J].金屬熱處理, 2018, 43(12): 136-140.

[32]陳志軍,任慧平,金自力,吳忠旺,瞿偉,李東嶽.稀土Ce對取向矽鋼脫碳退火組織及抑制劑的影響[J].金屬熱處理, 2018, 43(11): 26-30.

[33] Xueyun Gao, Huiping Ren, Yiming Li, Haiyan Wang.First-principles study of phase stability and solubility in Fe-RE (Y, La, Ce) alloys[J]. Rare Metal Materials and Science, 2017, 46(11): 3318-3192.

[34] Xueyun Gao, Huiping Ren, Haiyan Wang, Shuming Chen. Effect of lanthanum on the precipitation and dissolution of NbC in microalloyed steels [J]. Materials Science and Engineering A, 2017, 683: 116-122.

[35] Gao X, Ren H, Wang H, et al. Effect of lanthanum on the precipitation of NbC in bcc Fe[J]. Materials Science & Technology, 2017, 33(11): 1-6.

[36] Zhenliang Li, Fei Liu, Aiping Yuan, Baoyu Duan, Yiming Li, Xiaowei Li. Effect of Rolling Deformation on Microstructure and Texture of Spray Deposited magnesium Alloy Containing Mg-Nd -Zn typed LPSO Phases [J]. Journal of Materials Science & Technology, 2017, 33(7): 630-636.

[37] Ruihong Li, Bin Jiang, Zhijun Chen, Fusheng Pan, Zhanyong Gao. Microstructure and mechanical properties of Mg-14Li-1Al-0.3La alloys produced by two-pass extrusion[J]. Journal of Rare Earths, 2017, 35(12): 1268-1272.

[38]李瑞紅,蔣斌,陳志軍,潘複生, Li元素對熱軋及退火态AZ31鎂合金闆材的組織及力學性能的影響[J].中國有色金屬學報, 2017.6.1, 27(6): 1118-1124.

[39]師彩娟,金自力,任慧平,尤靜林. Effect of lanthanum on recrystallization behavior of non-oriented silicon steel[J].中國稀土學報:英文版, 2017, (35): 314.

[40]計雲萍,亢磊,宋豔青,瞿偉,任慧平. RE2O3對鋼液凝固時異質形核促進效用的晶體學計算[J].稀有金屬材料與工程, 2017, 46(10): 2889-2894.

[41]計雲萍,任慧平,劉新華,侯敬超,金自力.稀土對20MnCrNi2Mo耐磨鑄鋼過冷奧氏體轉變的影響機理[J].稀有金屬材料與工程, 2017, 46(4): 997-1002.

[42]陳林,王慧軍,郭飛翔.淬火微觀組織對重軌鋼疲勞裂紋擴展速率的影響[J].材料導報, 2017, 31(14):109-112.

[43]董夢瑤,金自力,任慧平,周莉,高鵬越.稀土及铌微合金化Fe-3%Si無取向矽鋼熱變形行為的研究[J].稀土, 2017, 38(1): 55-60.

[44]賈幼慶,王海燕,龔佳禾,李德超,任慧平. CSP條件下稀土微合金鋼的靜态再結晶行為[J].稀土, 2017, 38(1): 25-30.

[45]王海燕，高雪雲，曾建民，任慧平，趙豔君. Al-RE(La,Y)合金相穩定性與固溶度的研究[J].稀有金屬材料與工程，2017, 46(3): 735-739.

[46]李濤,曹閣,劉毅,趙慧穎.稀土Ce對7A04鋁合金耐腐蝕性能的影響[J].表面技術, 2017, 46(10): 29-34.

[47]董方,沈國慧,崔志峰,郭升樂.回火溫度對新型616抗沖擊鋼闆組織與力學性能的影響[J].金屬熱處理, 2017, 42(12): 159-163.

[48]王慧軍,陳林,郭飛翔,陳昆宇,宿皓,劉志敏.殘餘應力對U75V重軌鋼疲勞裂紋擴展速率的影響[J].金屬熱處理, 2017, 42(6): 23-27.

[49]郭英健,馬少博,趙莉萍.時效對Mg-Nd-Zn-Zr合金組織及硬度的影響[J].金屬熱處理, 2017, 42(12): 155-159.

[50]李振亮，劉飛，袁愛萍，段寶玉，李曉偉，李一鳴.軋制變形對噴射沉積含Nd鎂合金織構及LPSO相的影響[J].金屬學報. 2016, 52 (8):938-944

2.授權發明專利

1)計雲萍，李光衛，陳偉鵬，武文斐，趙增武.一種利用灰分中富含稀土的煤泥富集稀土并制備鐵的方法.中國，發明專利，2017年授權，專利号：ZL 201510231458.2.

2)包喜榮，王曉東，陳林，田忠良.一種利用含稀土La元素的納米貝氏體材料制造鋼軌的方法以及鋼軌.中國，發明專利，2017年授權，專利号：ZL 201610154714.7.

3)王曉東，包喜榮，田忠良,陳林.一種含稀土La元素的納米貝氏體材料、鋼軌及其制備方法.中國，發明專利，2017年授權，專利号：ZL 201610154733.X.

4)秦浩宇，張建飛.一種鍛壓工件旋轉工作台.中國，實用新型專利，2018年授權，專利号：ZL 201721478087.9.

5)于鴻傑，張建飛，馬星宇，姜丙亞，王碩，王明磊.用于高溫合金定向凝固的旋轉下拉裝置.中國，實用新型專利，2018年授權，專利号：ZL 201721493593.5.

6）張亞斌，張建飛，郭文英，姜丙亞，李新樂，白鳳龍，辛毅.用于制造定向凝固鑄件的裝置.中國，實用新型專利，2018年授權，專利号：ZL 201721501308.X.

7)秦浩宇，張建飛.一種定向凝固設備.中國，實用新型專利，2018年授權，專利号：ZL 201721477597.4.

8)李振亮，李欣，郭瑞華，丁國，董瑞.一種鎂合金闆材的軋制設備.中國，實用新型專利，2018年授權，專利号：ZL 201820051040.2.

9)李振亮，郭瑞華，丁國，陳重毅，陳林，張建飛.一種軋制設備的加熱爐.中國，實用新型專利，2018年授權，專利号：ZL 201820049196.7.

10）李振亮，李欣，段寶玉.一種具有高強度和高塑性的鎂合金及其制備方法[P]. 2018.11.15，中國發明專利，ZL 201811353605.3

11）瞿偉;齊建波;任慧平;金自力;董方.一種鋼鐵材料生産過程中直接微合金化方法.中國，發明專利，2019年授權，專利号：ZL 2016 1 1016634.1

12）金自力;任慧平;任東;吳忠旺;李東嶽;黃誠.一種實驗室模拟連續退火爐.中國，實用新型專利，2019年授權，專利号：ZL 2018 2 114301058.1

3.教材與專著

1）《貝氏體相變新論》.劉宗昌、任慧平、計雲萍、丁德剛、王海燕、段寶玉著，漢斯出版社，2019.06.

2.《金屬材料工程概論》劉宗昌主編，冶金工業出版社，2018.01

2《材料分析與測試技術》李濤主編，電子科技出版社，2018.02

3《金屬固态相變教程》計雲萍主編，冶金工業出版社，2020.08

5《金屬材料微觀組織的電子結構理論》王海燕主編，科學出版社,2016.02

4.獲獎

1）金自力，等.“汽車載重骨架部件用700MPa高強韌熱軋鋼闆研發”，内蒙古自治區科學技術進步三等獎，2018.

2）“高附加值冷軋沖壓鋼闆組織結構的體視學分析及産品開發”獲2015中國體視學學會科學技術獎，科技進步貳等獎

3）任慧平，等.“基于CSP工藝的高附加值冷軋鋼闆的開發”獲得2013年度内蒙古自治區科學技術進步一等獎

4)陳林，等.“複雜斷面型鋼矯直變形過程關鍵技術”，内蒙古自治區科學技術獎,科技進步一等獎；2015年.

5.科研成果推廣應用

1）新一代高速鋼軌生産的關鍵技術與産業化

研究所“新一代金屬結構材料的壽命評估預測及控制技術”研究方向，2005年至2018年與包鋼合作開展了“高速鋼軌萬能軋制關鍵技術與應用”和“新一代高強度耐磨重載熱處理關鍵技術研究”校企合作，針對高速鋼軌的服役條件和性能要求，探索了鋼軌成分合金化、淬火工藝、珠光體片層控制關鍵技術，通過鋼軌冷卻過程溫度場-應力場、矯直變形模拟，并依據殘餘應力控制理論，揭示了鋼軌在冷卻過程中彎曲變形的演變規律；掌握了矯直變形區域内殘餘應力形成機理；采用"預彎+矯直"相結合的新方法，提出了預彎控制曲線和矯直規程，有效地減小了冷卻後彎曲程度及矯後殘餘應力，殘餘應力降低至150Mpa範圍内，矯後的平直度顯著提高，合格率由原來平均68%提高至92%。疲勞壽命提高20%以上。開發的微合金元素Cr-Nb熱處理鋼軌在相同淬火工藝下具有顯著的抗回火疲勞特性，産品質量穩定提升效果明顯，确保了重載鐵路的行車安全，極大地提高了企業産品的市場競争力，并取得了顯著的經濟效益。

2）汽車輕量化用高端鋼鐵産品的開發于産業化

研究所“基于白雲鄂博礦铌、钛及稀土資源高效利用的基礎研究及技術開發”方向，提出借助稀土微合金化對高強韌性鋼闆生産過程中物理冶金行為的影響規律，實現鋼鐵材料組織與性能控制的基本思想和技術路線。結合包鋼稀土闆材公司的具體生産線，經過大量基礎研究科研成果在包鋼實現了産業化應用。開發了熱軋和冷軋汽車用高強鋼産品，“BT700”和“BT250P1”，分别填補了包鋼采用傳統工藝生産熱軋和冷軋高強鋼闆的空白，依據2019年的月産量和市場價格，為包鋼年增産值在約20億元以上。

3）基于csp無取向電工鋼開發與産業化應用

研究所“新一代金屬結構材料的壽命評估預測及控制技術”研究方向，2019年8月與甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司進行校企合作，針對基于CSP及罩式退火工藝開發50JW800和50JW600兩個牌号無取向矽，進行基礎理論及關鍵技術研究。開展“基于CSP-酸軋-罩退工藝條件下無取向矽鋼開發及基礎理論研究”項目合作，通過基礎研究、關鍵技術開發，成功生産出基于CSP-酸軋-罩退工藝條件下50JW800無取向矽鋼産品，該産品目前實現月産1萬噸産能，該項目成功開發實現了酒鋼集團矽鋼産品“零”的突破。

4）特殊合金産品的科技攻關與産品開發

研究所“金屬材料組織精細化控制與産品質量集成技術的開發和應用”方向，針對企業完成國家訂單生産需要及國家某國防産品開發需求，于2015年至2018年與中核北方核燃料元件有限公司合作開展了“YT合金制品制備工藝的機理研究及控制措施的制定”和“高性能純Y金屬及Y-B合金制品的關鍵技術研究”校企合作項目的理論研究與關鍵技術開發。依據貧鈾及其合金構件的性能需求及結構特點，結合構件具體的生産條件，通過物理模拟并結合相關數值模拟軟件及微觀結構表征手段、從材料冶煉、成形及熱處理處理等構件制備環節探索成分均勻性、合金潔淨性、晶粒尺寸與晶體學取向、合金時效及第二相析出控制的理論與關鍵技術。掌握了合金性能所需的梯度組織結構和梯度功能理論和關鍵控制技術，提出貧鈾合金構件三維取向分布函數織構檢測的标準與方法。基于校企合作掌握的理論與關鍵工藝控制技術所提出的控制措施應用于構件生産，成品率及産品質量提升效果明顯，幫助企業順利完成國防訂貨任務。項目研發為某國防産品開發的材料定型及開發提供了理論及關鍵技術支撐，起到整體推進作用。

5）新一代火炮用高強鋼生産關鍵技術開發與産業化

針對内蒙古北方重工集團承擔的總裝備部“1350MPa超高強韌中合金厚壁炮鋼應用開發研究”項目（執行期：2014.01～2016.01）結題後批量化生産中存在的電渣錠氧含量偏高、身管低溫沖擊性能不穩定及晶粒尺寸粗大等問題，以校企合作項目“承壓用1350MPa高強鋼管産品穩定性生産攻關關鍵技術”（執行期2018.07-2020.10）形式，開展了火炮身管鋼冶煉、精鍛變形、鍛後退火及正火、淬火和回火等工藝參數與組織演變規律的研究，并結合身管生産條件進行了變形與熱處理過程數值模拟。掌握了火炮制備過程中鋼材成分均勻性、氧含量、夾雜物類型與尺寸、奧氏體晶粒尺寸和第二相析出的關鍵控制技術，提出了一整套關于身管材料電渣重熔鋼錠氧含量、成分均勻性、夾雜物及身管精鍛與熱處理關鍵技術和生産工藝控制要點，突破了國外對我國同類型号火炮身管産品的技術封鎖。身管材料的氧含量滿足了用戶技術要求，身管的晶粒度由原來的5級提升到9級，身管的晶粒尺寸實現了顯著細化。身管性能檢測結果表明：常溫拉伸、低溫沖擊性能滿足身管設計和用戶要求。研究成果為我國四代突擊裝備批量化生産創造了炮身材料條件。

6）鋁鎂合金産業化應用

研究所“金屬材料組織精細化控制與産品質量集成技術的開發和應用”方向，李振亮教授帶領的團隊的科研成果，獲得多家企業使用。鎂合金輪毂鍛造精确控制技術在内蒙古中钰鎂合金鍛造輪毂有限公司進行應用，鋁合金焊絲相關關鍵技術在我國某軍工企業進行生産和使用，高性能含稀土鋁、鎂合金中間合金在鋼鐵行業的應用，2021年底預計經濟效益5000萬-1億元。

 

八、學術交流

表4 近五年研究所部分成員參加國内外重要會議統計

序号	參加人員	會議内容、地點及其他
1	王海燕	1）2020年11月21日-11月24日，參加全國電子顯微學會學術年會，四川成都 2）2020年10月17日-10月20日，參加世界青年科學家峰會，浙江溫州 3）2019年9月4日9月8日，中蒙雙邊學術交流會議，蒙古烏蘭巴托 4）2019年11月8日-11月11日，第七屆全國材料物理模拟與數值模拟學術會議，福建福州 5）2018年3月31日-4月2日，材料分會材料物理模拟與數值模拟學術年會，廣西南甯 6）2016年10月16-19日，數值模拟與物理模拟國際會議，美國西雅圖
2	李瑞紅	1）2020.11.19-2020.11.22— 第七屆國際鎂及鎂合金會議，遼甯沈陽。 2）2020.12.07-2020.12.09，第五屆軍民兩用新材料大會，山東青島。
3	計雲萍	1）2016年6月29~7月2日，南昌，參加國内學術會議“第十二屆全國固态相變、凝固及應用學術會議”，發表會議論文“稀土低合金貝氏體耐磨鑄鋼回火過程中的組織轉變”， 2）2016年8月16日~18日，南甯.參加國内學術會議“2016年全國冶金物理化學學術會議”，發表會議論文“添加稀土促進鋼液凝固時非均勻形核效用的晶體學預測” 3）2016年8月8日~9日，包頭。參加第八屆中國 稀土産業（國際）論壇，并作口頭報告“RE2O3對鋼液凝固時非均勻形核促進效用的晶體學預測”。 3）2017年5月11日~13日，參加國内學術會議“中國稀土學會2017學術年會”，并作口頭報告“镧與铈對鋼液凝固過程中細化δ-鐵素體的異質形核作用”， 4）2018年10月21~23日，沈陽，參加國内學術會議“中國稀土行業協會稀土合金分會2018年會暨稀土合金在金屬材料中應用技術論壇”，并做大會報告“稀土對鋼凝固組織的影響”。 5）2019年8月29~31日，包頭參加國内學術會議“包鋼股份首屆學術年會稀土鋼專場研讨會”，并做口頭報告“添加Ce細化鋼中δ鐵素體的作用機理”. 6）2019年10月17~20日，海口,參加國内學術會議“第十六屆中國體視學與圖像分析學術會議”，并在“材料科學與工程分會場”做口頭報告“La2O2S對鋼中δ鐵素體異質形核效用的晶體學研究”. 7）2020年10月14 ~16日，沈陽，參加國内學術會議“中國核學會核材料分會2020學術年會”，發表學術論文“Zr合金SLM成形過程中溫度場及熔池特性的數值模拟”。
4	呼陟宇	1）2020年12月07-09日，青島.第五屆軍民兩用新材料大會， 參會。 2）2019年8月19-22日，北京，The 2nd international Conference on numerical modelling in engineering，口頭報告。
5	趙勇桃	1）2018年7月參加在美國俄亥俄州立大學召開的國際材料強度會議并作報告“high temperature mechanical properties of Q390 steel”； 2）2019年8月參加二零二主辦的中國核學會核材料分會2019年學術年會并作報告“YT淬火時效過程的組織演變規律”。
6	包喜榮	2019年7月号-3号在澳大利亞伍倫貢舉辦，第十屆澳大利亞和新西蘭納米與微流體研讨會于會議議題涵蓋微流體與納米材料相關領域，從基礎研究、工程開發到微細加工，集成，納米技術等相關方面，同時參觀了伍倫貢大學實驗室。
7	李濤	1）2020年10月19-22日，中國稀土學會2020學術年會暨江西稀土資源綠色開發與高效利用大會， 江西贛州 2）2019.12.7-2019.12.9，第六屆海洋材料與腐蝕防護大會 腐蝕與防護，深圳 3）2018.12，第五屆海洋材料與腐蝕防護大會腐蝕與防護，珠海 4）2017.12.9-2017.12.11，第四屆海洋材料與腐蝕防護大會腐蝕與防護，廣大湛江
8	李振亮	1）2017.10.14，第三屆全國鎂合金青年學術會議，南昌.做“高合金化細晶鎂合金中Mg-Nd-Zn型LPSO的形成和織構演變”報告。 2）2018.04.20，第4屆全國有色金屬結構材料制備/加工及應用技術交流會，北京工業大學，做“亞晶演化對細晶鎂合金Mg-Nd-Zn型LPSO形成及塑性變形影響”報告。 3）2019.04.19，第五屆全國有色金屬結構材料制備/加工及應用技術交流會，山東濱州，做“高性能焊絲用鎂合金組織性能研究”報告。 4）2019.06.28，第五屆全國鎂合金青年學術會議，太原.做“高性能焊絲用鎂合金組織性能相關研究”邀請報告。

與科研院所學術交流與合作