研究方向三、特殊钢凝固理论与组织控制

重点解决金属凝固组织尤其是特种钢大型铸锭和连铸坯成分、组织均质化的研究难题和技术瓶颈。将在特殊钢铸坯（锭）凝固组织形成机制和调控理论、外场对连铸坯和大型铸锭组织细化与均质化作用机理与工艺方面开展研究，以期提高目前特殊钢铸锭（坯）质量和产品性能。未来还将以快速凝固理论及技术为核心，开发特殊钢制备新技术及新型高性能特殊钢材料。

拟解决关键科学问题：形核理论及外场的影响；涉及到异质形核热力学和动力学、外场对异质形核热力学动力学影响；快速冷却条件下的溶质分布和亚稳相析出等方面。

主要研究内容：

1、脉冲磁致振荡细晶机理及其工业应用技术。针对特殊钢连铸坯和铸锭组织粗大和成分偏析等问题，重点开发脉冲磁致振荡（简称PMO）凝固细晶原创技术，达到细化特殊钢铸坯凝固组织和提高成分均质性的目的。

2、连铸坯和大型铸锭凝固过程数值模拟和热模拟。创新性地提出通过热模拟实验方法研究特殊钢铸坯凝固组织形成机制和铸坯凝固过程的热应力-收缩现象，揭示特殊钢铸坯的热裂形成规律及工艺调控效果。同时，与国外公司联合研制的“润湿角-DSC联测仪”，研究外加物理场促进特殊钢熔体异质形核的结晶机制，以及特殊钢铸坯等轴晶形核机制等。

3、快速冷却条件下金属均质化及亚稳相生成机理。利用快速凝固所具有的细化组织、减少偏析、获得亚稳相的特点，通过凝固过程控制直接从液相获得高性能亚稳相特殊钢材料。以薄板、薄带、微纳液滴等为对象，利用冷速高达1MK/s的微纳量热原位分析手段，开展快速凝固定量化研究；利用非晶与液态结构的相似性，通过非晶的晶化行为研究，揭示液（无序）-固（有序）转变的热力学、动力学微观特征和时空关联特性；由此建立非平衡凝固组织形成机制及调控理论。