当定向柱晶或单晶合金中产生再结晶时，由于引入了垂直于应力方向的再结晶晶界而使合金性能急剧下降。因此，再结晶一直是航空发动机及燃气轮机叶片生产中重点关注项。对服役后的定向柱晶叶片进行观察并模拟了叶片生产不同阶段所引入的应力，探究在后续正常服役或者稍超温服役过程中的再结晶产生情况。结果表明，再结晶出现在靠近叶片叶身与叶片缘板转角处，且区域面积较大。再结晶区根据再结晶晶粒尺寸数量可分为两种，一种是单个或几个大再结晶晶粒构成的再结晶区，另一种是由多个再结晶晶粒构成的再结晶区。分析结果表明，叶片内部的再结晶在叶片服役前便已产生。合金定向凝固、机械加工及服役过程的模拟结果表明，叶片在机械加工、搬运等过程中受到磕碰或者校形时出现受力不均、变形量过大，均会造成塑性变形，进而使叶片在后续高温热处理过程中发生再结晶。

电渣重熔是制备高端特种钢的核心冶金技术，对保障高端装备材料自主化、推动钢铁工业高质量发展具有重要战略意义。基于国内外电渣重熔技术发展现状及企业实践案例，系统综述了电渣重熔技术的演进历程。根据电渣重熔各分支技术迭代特征，明晰了技术迭代瓶颈与未来发展主攻方向。未来，应聚焦高温合金、高端轴承钢等高端增量市场，以“真空电渣重熔+旋转电极”复合工艺构建技术壁垒，推动行业向绿色化、智能化、高端化转型。

研究感应加热对冶金传输行为的影响对改善铸件品质具有重要意义，但由于熔体温度高，铸锭切割成本巨大，难以直接观测和检测，实验损耗巨大。因此，提出了使用数值模拟与实验验证相结合的方法，设计了电磁场-温度场-流场-溶质场的多物理场耦合模型，并对34CrNi1Mo钢700 kg铸锭取样进行了验证。模拟研究了两种感应加热布局对铸锭凝固过程与溶质传输行为的影响，分析了不同线圈布局的使用场景。结果表明，线圈布局对铸锭凝固行为影响差异显著，通过不同的磁场影响流场形态，改善溶质偏析，两种布局分别使冒口处C偏析率下降约47%和52%。证实了感应加热技术是实现铸锭溶质均匀化，提高铸锭品质的可行路径，为铸锭感应加热工业化提供了参考。

将鞍钢ASP 2150产线生产的S355J2G4机车用钢作为研究对象，通过成分设计、控轧控冷实现S355J2G4机车用钢强度和韧性同步提高。利用EBSD等手段分析了组织演变的规律，揭示了组织和性能之间的关系。结果表明，精轧温度860 ℃，卷取温度由600 ℃降低至550 ℃，组织由铁素体和珠光体变成铁素体和贝氏体，屈服强度升高31 MPa，抗拉强度升高27 MPa，延伸率降低4.5%，-40 ℃低温冲击功降低96 J。卷取温度600 ℃，精轧温度由880 ℃降至860 ℃，组织均为铁素体和珠光体，屈服强度提升32 MPa，抗拉强度提升14 MPa，延伸率升高1.5%，-40 ℃低温冲击功提高18 J，实现强度和韧性同步提升。通过试验结果确定了S355J2G4机车用钢最佳生产工艺为精轧温度860 ℃，卷取温度600 ℃，为指导热轧带钢产品实际生产中涉及全流程工艺匹配提供可靠的数据支撑。

以24SiMn2TiB中碳低合金超高强钢为研究对象，在其原成分基础上添加一定量的Cr、Ni、Cu合金元素，通过电化学、盐雾试验研究两者在模拟海洋大气环境下的腐蚀行为，结果表明，24SiMn2TiB钢通过添加0.77%Ni、0.72%Cr和0.32%Cu，在模拟海洋大气环境下可提高耐蚀性能，腐蚀速率较原钢种降低11.1%~22.7%。Ni、Cr、Cu元素有助于腐蚀过程形成稳定的产物α-FeOOH，使锈层更为致密，进一步提升了24SiMn2TiB中碳低合金超高强钢的耐蚀性。

采用低C及Nb、Ti复合成分设计，试制了600 MPa级别（600L）和700 MPa级别（700L）两种超高强汽车大梁钢，并给出了其生产试制过程及工艺参数。对两个级别钢种进行了疲劳性能测试，以及制造成大梁零件的台架疲劳对比试验。结果表明，700L大梁钢板的疲劳极限略高于600L大梁钢板，而疲劳比低于600L大梁钢板，但制成大梁零件台架后，600L大梁钢板的疲劳寿命远高于700L大梁钢板。这表明不同强度等级的材料的抗疲劳性能不能仅用疲劳极限来比较。而疲劳比通过关联材料的疲劳极限和静态强度，间接反映了材料在循环载荷下的关键特性，能更科学、全面地表征材料的疲劳性能。600L大梁钢板采用Cr+N组合设计，通过固溶强化+细晶强化+环境抗力的协同作用，实现其疲劳性能的阶跃式提升。

采用弯曲加载试验，研究加载应力与硫化氢耦合作用对油井管耐蚀性能的影响。利用SEM、LCSM和EPMA等手段，分析不同施加载荷对110S油井管的腐蚀形貌、耐蚀性能和腐蚀深度的影响，探究侵蚀性硫离子在锈层中的迁移机制。结果表明：弯曲加载产生的拉应力能够明显促进腐蚀，加载应力的作用远大于硫化氢的腐蚀作用，试样表面的最大腐蚀深度与拉应力的大小呈现正相关。随着载荷的增加，试样表面的圆形腐蚀坑转变为船形腐蚀坑，腐蚀坑的长度、宽度和深度随之增加，且深宽比变大。在加载应力和硫化氢的耦合作用下，油井管的腐蚀速率显著提高，腐蚀坑的深度由6.278 6 μm增加到约131 μm。叠加闭塞电池效应，促使硫离子不断从锈层中向锈层/基体的交界面迁移，进一步增大了应力腐蚀断裂倾向性。

炼焦生产中，推焦过程是由推焦车、拦焦车、熄焦车配合完成的，如果拦焦车提前将导焦栅退回，就会造成红焦落地事故，影响炼焦生产，威胁操作人员安全。为了解决这一问题，对已有的焦炉机车无线通信网络技术进行了研究与应用，在该技术的基础上研发了拦焦车导焦栅后退保护技术。该技术实施后，可确保拦焦车在推焦车推焦结束且推焦杆退出导焦栅后才能使导焦栅后退，确保炼焦生产安全有序进行。

通过数值仿真与实验研究相结合，并统计生产现场的数据，研究了钢包盖、绝热毡等对100 t钢包钢水温度的影响。仿真结果显示，带盖钢包钢水出钢30 min后中心温降比不带盖钢包钢水的少17.9 ℃，生产统计结果显示钢包出钢后21~30 min，带盖钢包钢水的平均温降比不带盖的减少约16.52 ℃，钢包盖保温效果明显。研究结果显示绝热毡厚度越大保温效果越好，出钢72.32 min时，绝热毡厚度15.00 mm的钢水温度比无绝热毡的钢水温度高8.77 ℃，可创效1.26元/t。

低温取向硅钢热轧过程中频发的边裂缺陷仍是取向硅钢热轧卷的主要质量问题之一。通过微观组织观察、能谱分析、热模拟试验等手段，确定边裂形成原因为铸坯在较高温度下长时间加热，铁素体晶粒晶界脱碳、粗化，在轧制过程中，由γ→α相变引起的晶粒细化作用受到阻碍，且边部温度低抑制了再结晶的发生，所形成的粗大、长条形的未再结晶组织脆性大，轧制过程中撕裂导致微裂纹的形成，并在精轧轧制中进一步扩展成边部裂纹。通过采取无间隙装钢、降低加热温度、缩短加热时间、大压下量粗轧和少道次快速轧制、立辊大侧压量轧制、边部加热器温度补偿等加热和轧制工艺优化措施，取向硅钢热轧卷边部质量合格率由原来的76.3%提高到85.2%。

为解决冷轧厂设备管道结垢的难题，将纳米合金材料的物理除垢器应用于现场改造实践，并初步探索了除垢阻垢机理。结果显示，换热器出口平均水温较进口平均水温升高5 ℃左右，换热效果增强，水中重金属含量无明显变化，同时细菌总数降低了80%以上，水中CaCO₃结晶率降低，而且水中的CaCO₃晶体由坚硬的方解石状逐步向松散的文石状转变。纳米合金材料的应用不仅使除垢效果明显增强，而且使结垢的去除变得更加容易。