高端金属材料基础研究与技术创新及产业化应用研究所

一、简介

本研究所拥有金属材料设计、合金制备与加工、微观结构分析、物相定量分析与表征及性能测试五个公共模拟设计与实验检测平台。长期以来所立足于金属材料科学的前沿问题和国民经济建设重大金属材料科学应用的理论和产品开发关键技术问题。聚焦于金属材料领域的高质量发展，科研成果实现产业化应用为终极目标。开展金属结构材料、耐磨耐腐蚀材料、金属功能材料及特殊合金等材料的先进冶炼、加工及热处理技术与产业化应用研发，研究工作以应用基础研究为主，强调发展新材料，注重新材料的制备工艺-组织-性能关系研究，重视新产品开发的关键技术开发、装备研制及科研成果产业化。

在新一代高速钢轨、汽车轻量化用高强韧性热轧及冷轧冲压钢板材、电工钢、火炮用中合金钢及特殊合金等方面取得了一批创新性成果并实现了工程化应用，研究成果填补相关企业的空白，部分研究成果填补了国家相关产品的空白。稀土在钢铁、轻合金及高温合金方面的作用机理研究方面取得一批理论创新研究成果。

搭建了一个培养该领域高技术人才的创新平台，提高内蒙古自治区在金属材料领域高新科技产品的开发水平和核心竞争力，推动我区在金属材料基础研究与技术创新及产业化应用的进程。

二、研究方向

1. 基于白云鄂博矿铌、钛及稀土资源高效利用的基础研究及技术开发

基于白云鄂博矿伴共生矿稀土资源在钢材制备过程中传承规律，开展稀土直接合金化技术及产业化应用研究，低品位铌钛合金在钢材生产中应用的关键技术研究，稀土在钢铁材料中的作用机理研究，实现白云鄂博矿铌钛资源高效综合利用。

2. 稀土在金属材料中的作用机理

开展稀土在钢铁、轻合金金及高温合金中对合金凝固组织、合金变形与组织演变及析出相的作用机理研究。

3. 金属材料组织精细化控制与产品质量集成技术的开发和应用

针对汽车轻量化用钢、高牌号电工钢、军民两用高强韧性合金钢、模具钢及贫铀合金等金属材料，进行应用基础研究及关键技术开发，服务地区及国家经济与国防建设需求。

4.新一代金属结构材料的寿命评估预测及控制技术

结合新一代金属结构材料构件制备过程中组织性能、应力和精度控制的关系及服役条件，采用数值模拟、物理模拟及先进检测和表征手段，进行金属结构材料构件的疲劳寿命及安全性评估，提升金属结构材料构件成分设计和工艺控制的理论和技术水平。

三、学术队伍

本研究所拥有一支高水平法人科研队伍，现有固定科研人员33名，其中教授14名，副教授4名，博士22名。拥有国务院政府特殊津贴专家1人，内蒙古自治区突出贡献专家1人，内蒙古自治区草原英才4。内蒙古“草原英才”工程青年创新创业人才1人，内蒙古自治区“新世纪321人才工程”3人，

表1 研究所教授个人情况

序号	姓名	学历	研究方向	个人情况
1	任慧平	博士	基于白云鄂博矿铌、钛及稀土资源高效利用的基础研究及技术开发	内蒙古自治区新金属材料重点实验室主任，享受政府特殊津贴人员，自治区“草原英才”工程培养人才， “草原英才工程”创新团队负责人。中国稀土学会常务理事，稀土钢专业委员会主任。主持多项国家基金及自治区科技重大科技等项目，获内蒙古科技进步一等奖2项，内蒙古科技进步二等奖2项，多项科研成果实现了产业化应用。
2	陈林	硕士	新一代金属结构材料的寿命评估预测及控制技术	主要从事轧钢生产新工艺、新技术；材料加工数值模拟；新一代结构材料组织控制及疲劳断裂寿命预测，先后荣获内蒙古“草原英才”、内蒙古“突出贡献专家”、宝钢优秀教师。曾获自治区科技进步一等奖1项，二等奖1项，发明专利6项，发表论文50余篇。
3	金自力	硕士	金属材料组织精细化控制与产品质量集成技术的开发和应用	主持2项国家基金项目，多项科研成果实现产业化应用。国家科学技术奖励评审专家，内蒙古核学会副理事长、中国核学会理事。2015年获得自治区第五批“草原英才”，2019年获得包头市五一劳动模范称号，2020年获得第十批草原英才滚动支持。
4	赵丽萍	硕士	金属材料组织精细化控制与产品质量集成技术的开发和应用	内蒙古自治区“教学名师”、包头市“五一劳动奖章”获得者、教育部材料类工程教育认证骨干专家。从事模具钢、不锈钢、镁合金相变机理及组织性能控制等研究工作，先后完成国防科工委、教育部、自治区创新引导项目、自然基金及企业科研项目20项。
5	董方	硕士	基于白云鄂博矿铌、钛及稀土资源高效利用的基础研究及技术开发	1995年毕业于北京科技大学钢铁冶金专业，获得硕士学位。曾获得内蒙古自治区科技进步二等奖和包头市科技进步二等奖成果奖励。负责、参加科研课题20多项，发表科研论文100余篇。发表译著、著作4部。
6	王海燕	博士	稀土在金属材料中的作用机理	内蒙古自治区第九批草原英才，内蒙古自治区高等学校青年科技领军人才，内蒙古自治区新世纪321人才，机械工程学会热处理分会青工委，机械工程学会材料分会物理与数值模拟委员会委员，国内外知名学术期刊审稿人。
7	计云萍	博士	稀土在金属材料中的作用机理	主持2项国家基金项目，入选包头市首批“5521工程”中青年骨干人才、内蒙古自治区“新世纪321人才工程”、包头市第三批“鹿城英才”工程，获包头市“三八红旗手”荣誉称号及多项省部级、地市级科研与教学奖励。
8	李涛	博士	基于白云鄂博矿铌、钛及稀土资源高效利用的基础研究及技术开发	主持并参与科研项目20余项，发表学术论文64篇。主持教改项目9项。主编教材2部，参编4部。授权发明专利1项、实用新型专利2项。参加并获市科技进步一等奖（2011）和自治区高等教育一等奖（2018）各1项。
9	李振亮	博士	稀土在金属材料中的作用机理	材料成型及控制工程系主任，内蒙古自治区“教学名师”。世界上首次观察并表征出Mg-Nd-Zn型LPSO结构相（见《金属学报》、《JMST》），据此提出了“镁合金塑性变形过程的诱导机制”理论。
10	张建飞	博士	稀土在金属材料中的作用机理	主持国家级项目1项、省部级项目2项，地市级项目3项。发表论文20余篇，被SCI、EI收录15篇。授权专利8项。包头市“鹿城英才”、国家自然科学基金委函评专家、内蒙古教育科研项目函评专家
11	赵勇涛	博士	金属材料组织精细化控制与产品质量集成技术的开发和应用	内蒙古焊接学会/协会理事。主持及参与国家级、省部级、地市级及校企合作项目20余项，发表相关论文40余篇，收录20余篇，出版《超超临界锅炉用P92钢的组织性能及应用》专著1部，授权发明专利1项。目前指导培养硕士研究生10余名，已毕业7名。
12	方琪	博士	金属材料组织精细化控制与产品质量集成技术的开发和应用	自治区“新世纪321人才工程”二批次人才和包头市“鹿城英才”三层次人才。主持国家级项目1项，自治区级项目2项，参与国家级和省部级项目5项，横向课题3项，获省部级奖励3次。
13	李岩	博士	基于白云鄂博矿铌、钛及稀土资源高效利用的基础研究及技术开发	北京科技大学冶金物理化学专业毕业，从事钢铁材料相变规律及组织性能控制的研究。主持国家自然科学基金一项，省部级项目三项。
14	包喜容	硕士	新一代金属结构材料的寿命评估预测及控制技术	主持国家自然科学基金一项、内蒙古自治区自然科学基金两项，发表论文10余篇，授权发明专利2项，2014年参与获内蒙古科学技术进步奖一等奖。2016年清华大学访问学者，2018年澳大利亚伍伦贡大学访问学者。2017年荣获内蒙古“草原英才”工程青年创新创业人才。

四、人才培养

本研究所始终坚持立德树人为根本任务，近三年来共培养博士5名、硕士50名，目前在读博士研究生5名、硕士研究生35名，先后培养200余名本科生。研究所就业率长期保持高位，毕业生去向以从事金属材料相关的生产和科研工作就业为主，包涵技术骨干、管理人员和现场生产人员等。除工作就业外，还有部分毕业生国内升学、出国（境）留学和自主创业

五、科研平台条件

本研究所依托的主要科研平台包括内蒙古自治区白云鄂博矿稀土及铌资源高效利用省部共建教育部重点实验室、内蒙古自治区新金属材料重点实验室及内蒙古自治区新材料技术生产力促进中心。实验室成员5人次被内蒙古自治区授予“草原英才”及“突出贡献专家”等人才称号。

表1 研究所拥有的主要设备清单见

序号	设备名称	设备型号	金额（万元）	设备功能	购买日期
1	热场发射透射电子显微镜	JEM-2100F	997.0	1.应用于材料科学、半导体、纳米技术等领域的显微形貌、晶体结构和相组织的观察与分析； 2.各种材料微区化学成分的定性和半定量检测； 3.粉末、纳米粒子形态和粒度测定； 4.复合材料界面特性的研究	2015-12
2	热场扫描显微镜	SUPRA55	480	材料的形貌组织观察，材料断口分析和失效分析，材料实时微区成分分析，元素定量、定性成分分析，快速的多元素面扫描和线扫描分布测量，晶体、晶粒的相鉴定，晶粒尺寸、形状分析，晶体、晶粒取向测量。	2013-09
3	Gleeble热模拟机	Gleeble-1500D	294.0	1.热轧、连铸、锻造工艺模拟，焊接热影响区模拟和热处理工艺模拟等。 2.常温高温拉伸/压缩实验、高温热塑性和CCT曲线测试实验等。 3.扩散、熔化及控制固化、应力松弛、再结晶、加工硬化等。	2004-10
4	X射线衍射仪	D8 AOVANCE	284.1	金属及合金材料、半导体及超导材料、陶瓷材料、化学及涂层材料、新材料及纳米材料等领域的物相的定性及定量分析、晶块大小测定、宏观应力的测定、微观应力的测定、点阵常数测定、结构分析。	2010-03
5	高频疲劳试验机	100KN	255.8	用于进行测定金属、合金材料及其构件的疲劳寿命,可完成单向脉动疲劳试验、高低温疲劳试验、三点弯曲疲劳、四点弯曲疲劳特性、疲劳寿命、断裂韧性、疲劳裂纹预制、疲劳裂纹扩展试验、KIC值、S-N曲线等。	2014-11
6	激光共聚焦显微镜	VL2000DX-S	179.9	通过非接触的方式进行样品表面三维形貌观察和测量。常温下可以对试样的表面进行实时的三维观察、记录和存储；高温下可实现对材料组织结构变化（熔融、凝固、结晶等）的实时、原位以及高清晰观察与分析。	2016-03
7	智能型全自动拉曼光谱仪	LABRAM XP	158.5	具有高灵敏度的优化设计和真共焦性能，可用于化学、生物、药物、材料等领域的快速检测，也可用于质量控制，例如DLC膜质量控制、石墨烯的层数测量等。	2012-11
8	电感耦合等离子体质谱仪	NEXION 350X	155.8	为提高元素分析实验室的效率而设计，特别是为纳米颗粒分析领域提供准确的表征工具。通过非凡的三锥、三重四级杆和三种工作模式创新技术优化仪器设计，降低背景和干扰，优化信号的稳定性，大化样品通量和少停机时间。	2015-05
9	扫描电化学测试系统	PARC	150.0	由M273A恒电位/电流仪、M5210锁相放大器和PowerSine/M352等测试软件组成。可进行：电化学阻抗谱、线性极化、动电位扫描、循环伏安、恒电位法、恒电流法、计时电位法、计时电流法、电偶腐蚀、开路电位-时间曲线等测量。	2016-03
10	氩离子抛光仪	GATAN	150.0	用于样品的截面制备及平面抛光的桌面型制样设备。可行抛光加工的材料种类十分广泛，包括由多元素组成的试样，以及具有不同的机械硬度、尺寸和物理特性的合金、半导体材料、聚合物和矿物等。	2016-03
11	电子万能试验机	C45.305	92.0	电子万能试验机的测试系统采用高速率、低振动电机驱动装置和集成、数字闭环控制装置，在1N到300kN范围内实现力控、位移控或应变控的试验。可完成金属/非金属材料的常规力学性能测试。	2016-07
12	氧氮氢联合测定仪	ONH836-HMC	88.7	氧氮氢联合测定仪采用惰性熔融法，可提供各种无机材料、钢铁、有色金属、硬质合金陶瓷材料中宽范围的氧氮氢同时测定，是一种用于物理学、化学领域的分析仪器。	2013-02
13	电感耦合等离子原子发射光谱仪	AGILENT 725-ES	79.0	电感耦合等离子原子发射光谱仪是一种用于化学、材料科学等工程领域的分析仪器，适用于元素定性、半定量和精确定量分析，可测定很高浓度的元素含量和较痕量元素含量，能分析除氧、氯、硫、氟和惰性气体元素外的绝大多数金属和非金属元素。	2016-03
14	氧氮氢分析仪	ONH-P	74.7	氧氮氢分析仪采用惰性气体融合技术，将样品在脉冲炉中加热达3000℃的温度，可以确保快速、精确的测定样品中氧、氮和氢元素含量。用于金属、陶瓷和其他各种无机材料中氧、氮和氢元素含量的测定。	2017-07
15	碳硫分析仪	CS844-MC	61.4	可分析钢、铸铁、合金、金属矿石、陶瓷、水泥、石灰、橡胶、煤、焦炭、耐火材料、碳化物、石墨、油品、催化剂、土壤等有机和无机固体材料中碳和硫的质量分数。	2013-02
16	高温电子万能试验机	GNT300	24.2	应用于金属棒材、管材、板材和异型材及复合材料的力学性能试验，测试材料在高温和常温等不同温度环境下的拉伸、压缩、弯曲等力学性能。	2018-06
17	25kg多功能真空感应炉（东大特冶）	DDVIF-25-100-2.5	56	在真空或保护气氛条件下对金属材料（如不锈钢、镍基合金、铜、合金钢、稀土钕铁硼等）的熔炼处理，也可进行合金钢的真空精炼处理及精密铸造。	2019-05
18	带断裂曲线冲击试验机	NI500C	22.0	主要用于测定金属材料在动负荷下抵抗冲击的性能，从而判断材料在动负荷下的质量状况，并记录材料断裂曲线。	2018-06
19	电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)	Avio 200	75	ICP-OES功能：可用于地质、环保、化工、生物、医药、食品、冶金、农业等方面样品中七十多种金属元素和部分非金属元素的定性、定量分析。此外，可以进行多元素同时测定，并且线性宽，稳定性好。	2020-05

表2 共享设备

序号	设备名称	用途	共享单位
1	φ750×550mm高刚度二辊热轧实验轧机	组合式控制冷却机组，可针对中厚板、热连轧板带材轧后控制冷却工艺过程中的组织和性能演变规律进行工业化的实验研究。具有超快冷速冷却、层流冷却和气雾冷却等多冷却路径控制功能，冷却速度可以在MCC-DQ范围内进行调整，可以对开冷温度、终冷温度、冷却速度等工艺参数进行精准控制。	包钢技术中心
2	直拉式4辊可逆冷轧机	φ550×φ200/φ150/φ110×450mm直拉式冷轧实验轧机，采用液压张力及夹钳机构对单片带钢试样实施张力轧制，多辊经工作辊系可满足不同来料厚度的冷轧工艺需要，采用电热箱炉加热试样可以进行温轧试验研究，特别适用于冷轧带钢品种开发和小炉冶炼提供的短轧件的冷轧工艺过程的实验研究。

六、科研项目

1.国家级

1）陈林,等.国家自然基金地区科学基金项目，非对称复杂断面钢轨余热淬火技术及相关基础研究，51361021，2014-2017，49万

2)李振亮,等.国家自然基金地区科学基金项目，Ca/Nd复合高合金化镁合金塑性变形过程中织构影响规律研究，51364032，2014-2017，48万

3）包喜荣,等.国家自然基金地区科学基金项目，基于百米钢轨连轧工艺研究稀土对Mn-Cr-Mo系超高强度贝氏体钢，2015-2018，40万

4）张建飞，等.国家自然基金地区科学基金项目，稀土微合金化NiAl-V共晶复合材料高温度梯度定向凝固生长机理，51564041，2016-2019，48万

5）金自力，吴忠旺，齐建波，瞿伟，李东岳.国家自然基金地区科学基金项目，基于白云鄂博稀土及铌多金属共生矿取向硅钢热轧带的物理冶金行为，51761033，2018-2021，36万

6）王海燕，任慧平，高雪云.国家自然基金地区科学基金项目，Fe-Cu系合金纳米富Cu相析出演化规律的多尺度耦合模拟与实验研究，51764047，2018-2021，38万

7）计云萍，张明星，范秀风，宋艳青.国家自然基金地区科学基金项目，稀土镧和铈对钢液凝固过程中细化δ相的作用及机理研究，51761034，2018-2021，36万

8）王海燕，等.La，Ce对马氏体时效钢析出热稳定的影响机理，51961030，2020.01-2023.12，41万

2.省部级

1）任慧平，金自力，方琪，吴忠旺，孙伟，王玉峰，李一鸣，等.内蒙古自治区科技创新引导奖励资金项目，基于白云鄂博矿低成本高性能取向硅钢生产的关键技术与产品开发，2016-2017，50万

2）任慧平，等.2016年度内蒙古科技重大专项“新一代高品质稀土钢生产关键共性技术研-究及产业化─白云鄂博矿稀土直接合金化技术及新型稀土钢板材研究与开发专项”2016.11-2019.12，200万元.

3）任慧平，等. 2018年度内蒙古科技重大专项“白云鄂博矿铌钛资源在高附加值钢材生产中高效应用的技术集成.2018-2021.12 ,500万元（zdzx2018032）

4）吴忠旺,等.2020年度内蒙古自治区科技计划项目“基于白云鄂博矿新能源汽车驱动电机用高强无取向硅钢生产的关键技术与产品开发”. 2020.07-2023.06,67万（2020GG0150）

5）任慧平,等. 2020年度内蒙古自治区科技计划项目“稀土微合金5Cr系列抗CO2/H2S腐蚀专用油井管核心技术开发”.2020.01-2022.12,60万。

6）赵丽萍，等.内蒙古自治区科技创新引导奖励资金项目“新型稀土模具钢的研究与开发”.2020.01.01-2021.12.30,40万.

3.横向课题

1） 任慧平，金自力，方琪，吴忠旺，董方，等.内蒙古包钢钢股份有限公司，包钢新体系特色汽车高强度钢板的研究开发，2014-2019，148万

2） 任慧平，赵莉萍，金自力，陈林，张建飞，方琪，中核北方燃料元件有限公司，YT合金制品制备工艺的机理研究及控制措施制订，2016.03-2017.12，50万

3） 金自力，任慧平，赵莉萍，方琪，等,中核北方燃料元件有限公司,高性能纯Y金属及Y-B合金制品的关键技术研究，2017.03-12，35.8万

4）任慧平，吴忠旺，金自力，李涛，齐建波等.内蒙古包钢钢股份有限公司.利用白云鄂博矿稀土资源开发高品质电工钢轧制技术的研究,2019-2022,145万

5)任慧平，吴忠旺，金自力，董方等.酒钢宏兴股份公司碳钢薄板厂,基于CSP-酸轧-罩退工艺条件下无取向硅钢开发及基础理论研究,2019-2021,99.8万

6)金自力，董方，王玉峰，李玮，呼陟宇，齐建波，徐掌印，孙伟.内蒙古北方重工业集团有限公司特钢事业部，承压用1350MPa高强钢管产品稳定性生产攻关关键技术，2018-2019，63.3万

7)金自力，等.内蒙古北方重工业集团有限公司，25Cr3Mo3NiNb锻钢件相变曲线测定与加工过程第二相析出行为表征.2019.12-2020.04,24.1万。

8）计云萍，等.中核北方燃料元件有限公司,SLE增材制造锆合金格架数值模拟与组织分析,2020.05-2020.12,35万.

9)李振亮，等.内蒙古星晟工程技术有限公司，高性能含铝、镁中间合金的技术开发与应用，2020.09-2025.09,50万

10)陈林，包喜荣,等.HD合金热环轧工艺优化研究与变形模拟计算技术，2018-2021，71万

七、学术成果

1.学术论文

[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]瞿伟,任慧平,董方,张波,齐建波,亓捷.富镧CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO渣含铝压块自还原的行为研究[J].稀有金属材料与工程, 2019, 48(7): 2338-2343.

[5]任东,金自力,吴忠旺.镧对高强IF钢退火过程中组织及力学性能的影响[J].金属热处理, 2019, 44(5): 22-26.

[6]张慧敏,陈立超,赵莉萍.稀土Nd对AE镁合金显微组织及硬度的影响[J].金属热处理, 2019, 44(7): 84-87.

[7]董方,闫瑞军,杨宗佳,余智超,田时雨.稀土铈对22MnCrNiMo钢耐腐蚀性能的影响[J].中国冶金, 2019, 29(1): 30-37.

[8]张慧敏,陈立超,赵莉萍.稀土Nd对AE镁合金显微组织及硬度的影响[J].金属热处理, 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]计云萍,任慧平,侯敬超,宋艳青,刘新华.稀土低合金贝氏体耐磨铸钢回火过程中的组织演变[J].稀有金属材料与工程, 2018, 47(4): 1261-1265.

[18]计云萍,亢磊,李超,宋艳青,任慧平.稀有金属在Fe-X二元合金凝固细化中的溶质作用[J].稀有金属, 2018, 42(4): 362-366.

[19]计云萍,亢磊,齐建波,瞿伟,任慧平.稀土对20MnCrNi2Mo铸钢粒状贝氏体脱溶平衡相的影响[J].稀有金属, 2018, 42(8): 820-825.

[20]任慧平,吴忠旺,金自力.稀土在电工钢中的作用及研究进展[J].包钢科技, 2018, 44(5): 1-6.

[21]瞿伟,任慧平,金自力,计云萍,李兵磊,王朝毅.稀土镧对低合金高强钢微观组织及冲击韧性的影响[J].稀有金属材料与工程, 2018, 47(7): 2087-2092.

[22]马雪微,张建飞,郝文纬,徐鹏飞,陈林,任慧平.电弧熔炼态NiAl-V合金的组织演变及力学性能[J].稀有金属材料与工程，2018, 47(11): 3528-3535.

[23]王海燕，姚兆凤，贺兆海，刘宗昌，高雪云. Fe-RE系合金的力学谱特征[J].稀土, 2018, 39 (2): 108-113.

[24]姚兆凤，王海燕，陈树明，刘宗昌，郑梦珠.稀土La在Fe基合金γ相晶界的扩散行为[J].金属热处理, 2018, (1): 38-42.

[25]陈林,郭飞翔,王慧军,宿皓,李琳,郭善丽,吴章忠,涛雅.微观组织对U20Mn贝氏体钢疲劳裂纹扩展行为的影响[J].材料热处理学报, 2018, 39(2): 119-124.

[26]李涛,曹阁,刘毅.稀土Ce对7A04铝合金耐海洋大气腐蚀性能的影响[J].热加工工艺, 2018, 47(22): 55-58.

[27]李兵磊,金自力,任慧平,瞿伟,康学良,张玲郁. La对微合金高强钢组织及析出相的影响[J].稀土, 2018, 39(1): 83-89.

[28]李欣,李振亮,段宝玉,李一鸣,徐玉磊.挤压-室温轧制对尺寸不对称喷射沉积含Gd镁合金组织及织构影响[J].稀有金属, 2018, 42(10): 1024-1031

[29]刘飞,李振亮,李欣,孙昊.轧制方向对喷射沉积含Nd镁合金第二相及织构影响[J].稀有金属, 2018, 42(5): 463-469.

[30]王硕,金自力,任慧平,邢磊,张玲郁.稀土及卷取后冷速对高强钢板组织及第二相的影响[J].稀土, 2018, 39(6): 114-121.

[31]刘瑞祥,任慧平,金自力,吴忠旺,李东岳.退火温度对稀土微合金化取向硅钢组织及微观取向的影响[J].金属热处理, 2018, 43(12): 136-140.

[32]陈志军,任慧平,金自力,吴忠旺,瞿伟,李东岳.稀土Ce对取向硅钢脱碳退火组织及抑制剂的影响[J].金属热处理, 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]李瑞红,蒋斌,陈志军,潘复生, Li元素对热轧及退火态AZ31镁合金板材的组织及力学性能的影响[J].中国有色金属学报, 2017.6.1, 27(6): 1118-1124.

[39]师彩娟,金自力,任慧平,尤静林. Effect of lanthanum on recrystallization behavior of non-oriented silicon steel[J].中国稀土学报:英文版, 2017, (35): 314.

[40]计云萍,亢磊,宋艳青,瞿伟,任慧平. RE2O3对钢液凝固时异质形核促进效用的晶体学计算[J].稀有金属材料与工程, 2017, 46(10): 2889-2894.

[41]计云萍,任慧平,刘新华,侯敬超,金自力.稀土对20MnCrNi2Mo耐磨铸钢过冷奥氏体转变的影响机理[J].稀有金属材料与工程, 2017, 46(4): 997-1002.

[42]陈林,王慧军,郭飞翔.淬火微观组织对重轨钢疲劳裂纹扩展速率的影响[J].材料导报, 2017, 31(14):109-112.

[43]董梦瑶,金自力,任慧平,周莉,高鹏越.稀土及铌微合金化Fe-3%Si无取向硅钢热变形行为的研究[J].稀土, 2017, 38(1): 55-60.

[44]贾幼庆,王海燕,龚佳禾,李德超,任慧平. CSP条件下稀土微合金钢的静态再结晶行为[J].稀土, 2017, 38(1): 25-30.

[45]王海燕，高雪云，曾建民，任慧平，赵艳君. Al-RE(La,Y)合金相稳定性与固溶度的研究[J].稀有金属材料与工程，2017, 46(3): 735-739.

[46]李涛,曹阁,刘毅,赵慧颖.稀土Ce对7A04铝合金耐腐蚀性能的影响[J].表面技术, 2017, 46(10): 29-34.

[47]董方,沈国慧,崔志峰,郭升乐.回火温度对新型616抗冲击钢板组织与力学性能的影响[J].金属热处理, 2017, 42(12): 159-163.

[48]王慧军,陈林,郭飞翔,陈昆宇,宿皓,刘志敏.残余应力对U75V重轨钢疲劳裂纹扩展速率的影响[J].金属热处理, 2017, 42(6): 23-27.

[49]郭英健,马少博,赵莉萍.时效对Mg-Nd-Zn-Zr合金组织及硬度的影响[J].金属热处理, 2017, 42(12): 155-159.

[50]李振亮，刘飞，袁爱萍，段宝玉，李晓伟，李一鸣.轧制变形对喷射沉积含Nd镁合金织构及LPSO相的影响[J].金属学报. 2016, 52 (8):938-944

2.授权发明专利

1)计云萍，李光卫，陈伟鹏，武文斐，赵增武.一种利用灰分中富含稀土的煤泥富集稀土并制备铁的方法.中国，发明专利，2017年授权，专利号：ZL 201510231458.2.

2)包喜荣，王晓东，陈林，田忠良.一种利用含稀土La元素的纳米贝氏体材料制造钢轨的方法以及钢轨.中国，发明专利，2017年授权，专利号：ZL 201610154714.7.

3)王晓东，包喜荣，田忠良,陈林.一种含稀土La元素的纳米贝氏体材料、钢轨及其制备方法.中国，发明专利，2017年授权，专利号：ZL 201610154733.X.

4)秦浩宇，张建飞.一种锻压工件旋转工作台.中国，实用新型专利，2018年授权，专利号：ZL 201721478087.9.

5)于鸿杰，张建飞，马星宇，姜丙亚，王硕，王明磊.用于高温合金定向凝固的旋转下拉装置.中国，实用新型专利，2018年授权，专利号：ZL 201721493593.5.

6）张亚斌，张建飞，郭文英，姜丙亚，李新乐，白凤龙，辛毅.用于制造定向凝固铸件的装置.中国，实用新型专利，2018年授权，专利号：ZL 201721501308.X.

7)秦浩宇，张建飞.一种定向凝固设备.中国，实用新型专利，2018年授权，专利号：ZL 201721477597.4.

8)李振亮，李欣，郭瑞华，丁国，董瑞.一种镁合金板材的轧制设备.中国，实用新型专利，2018年授权，专利号：ZL 201820051040.2.

9)李振亮，郭瑞华，丁国，陈重毅，陈林，张建飞.一种轧制设备的加热炉.中国，实用新型专利，2018年授权，专利号：ZL 201820049196.7.

10）李振亮，李欣，段宝玉.一种具有高强度和高塑性的镁合金及其制备方法[P]. 2018.11.15，中国发明专利，ZL 201811353605.3

11）瞿伟;齐建波;任慧平;金自力;董方.一种钢铁材料生产过程中直接微合金化方法.中国，发明专利，2019年授权，专利号：ZL 2016 1 1016634.1

12）金自力;任慧平;任东;吴忠旺;李东岳;黄诚.一种实验室模拟连续退火炉.中国，实用新型专利，2019年授权，专利号：ZL 2018 2 114301058.1

3.教材与专著

1）《贝氏体相变新论》.刘宗昌、任慧平、计云萍、丁德刚、王海燕、段宝玉著，汉斯出版社，2019.06.

2.《金属材料工程概论》刘宗昌主编，冶金工业出版社，2018.01

2《材料分析与测试技术》李涛主编，电子科技出版社，2018.02

3《金属固态相变教程》计云萍主编，冶金工业出版社，2020.08

5《金属材料微观组织的电子结构理论》王海燕主编，科学出版社,2016.02

4.获奖

1）金自力，等.“汽车载重骨架部件用700MPa高强韧热轧钢板研发”，内蒙古自治区科学技术进步三等奖，2018.

2）“高附加值冷轧冲压钢板组织结构的体视学分析及产品开发”获2015中国体视学学会科学技术奖，科技进步贰等奖

3）任慧平，等.“基于CSP工艺的高附加值冷轧钢板的开发”获得2013年度内蒙古自治区科学技术进步一等奖

4)陈林，等.“复杂断面型钢矫直变形过程关键技术”，内蒙古自治区科学技术奖,科技进步一等奖；2015年.

5.科研成果推广应用

1）新一代高速钢轨生产的关键技术与产业化

研究所“新一代金属结构材料的寿命评估预测及控制技术”研究方向，2005年至2018年与包钢合作开展了“高速钢轨万能轧制关键技术与应用”和“新一代高强度耐磨重载热处理关键技术研究”校企合作，针对高速钢轨的服役条件和性能要求，探索了钢轨成分合金化、淬火工艺、珠光体片层控制关键技术，通过钢轨冷却过程温度场-应力场、矫直变形模拟，并依据残余应力控制理论，揭示了钢轨在冷却过程中弯曲变形的演变规律；掌握了矫直变形区域内残余应力形成机理；采用"预弯+矫直"相结合的新方法，提出了预弯控制曲线和矫直规程，有效地减小了冷却后弯曲程度及矫后残余应力，残余应力降低至150Mpa范围内，矫后的平直度显著提高，合格率由原来平均68%提高至92%。疲劳寿命提高20%以上。开发的微合金元素Cr-Nb热处理钢轨在相同淬火工艺下具有显著的抗回火疲劳特性，产品质量稳定提升效果明显，确保了重载铁路的行车安全，极大地提高了企业产品的市场竞争力，并取得了显著的经济效益。

2）汽车轻量化用高端钢铁产品的开发于产业化

研究所“基于白云鄂博矿铌、钛及稀土资源高效利用的基础研究及技术开发”方向，提出借助稀土微合金化对高强韧性钢板生产过程中物理冶金行为的影响规律，实现钢铁材料组织与性能控制的基本思想和技术路线。结合包钢稀土板材公司的具体生产线，经过大量基础研究科研成果在包钢实现了产业化应用。开发了热轧和冷轧汽车用高强钢产品，“BT700”和“BT250P1”，分别填补了包钢采用传统工艺生产热轧和冷轧高强钢板的空白，依据2019年的月产量和市场价格，为包钢年增产值在约20亿元以上。

3）基于csp无取向电工钢开发与产业化应用

研究所“新一代金属结构材料的寿命评估预测及控制技术”研究方向，2019年8月与甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司进行校企合作，针对基于CSP及罩式退火工艺开发50JW800和50JW600两个牌号无取向硅，进行基础理论及关键技术研究。开展“基于CSP-酸轧-罩退工艺条件下无取向硅钢开发及基础理论研究”项目合作，通过基础研究、关键技术开发，成功生产出基于CSP-酸轧-罩退工艺条件下50JW800无取向硅钢产品，该产品目前实现月产1万吨产能，该项目成功开发实现了酒钢集团硅钢产品“零”的突破。

4）特殊合金产品的科技攻关与产品开发

研究所“金属材料组织精细化控制与产品质量集成技术的开发和应用”方向，针对企业完成国家订单生产需要及国家某国防产品开发需求，于2015年至2018年与中核北方核燃料元件有限公司合作开展了“YT合金制品制备工艺的机理研究及控制措施的制定”和“高性能纯Y金属及Y-B合金制品的关键技术研究”校企合作项目的理论研究与关键技术开发。依据贫铀及其合金构件的性能需求及结构特点，结合构件具体的生产条件，通过物理模拟并结合相关数值模拟软件及微观结构表征手段、从材料冶炼、成形及热处理处理等构件制备环节探索成分均匀性、合金洁净性、晶粒尺寸与晶体学取向、合金时效及第二相析出控制的理论与关键技术。掌握了合金性能所需的梯度组织结构和梯度功能理论和关键控制技术，提出贫铀合金构件三维取向分布函数织构检测的标准与方法。基于校企合作掌握的理论与关键工艺控制技术所提出的控制措施应用于构件生产，成品率及产品质量提升效果明显，帮助企业顺利完成国防订货任务。项目研发为某国防产品开发的材料定型及开发提供了理论及关键技术支撑，起到整体推进作用。

5）新一代火炮用高强钢生产关键技术开发与产业化

针对内蒙古北方重工集团承担的总装备部“1350MPa超高强韧中合金厚壁炮钢应用开发研究”项目（执行期：2014.01～2016.01）结题后批量化生产中存在的电渣锭氧含量偏高、身管低温冲击性能不稳定及晶粒尺寸粗大等问题，以校企合作项目“承压用1350MPa高强钢管产品稳定性生产攻关关键技术”（执行期2018.07-2020.10）形式，开展了火炮身管钢冶炼、精锻变形、锻后退火及正火、淬火和回火等工艺参数与组织演变规律的研究，并结合身管生产条件进行了变形与热处理过程数值模拟。掌握了火炮制备过程中钢材成分均匀性、氧含量、夹杂物类型与尺寸、奥氏体晶粒尺寸和第二相析出的关键控制技术，提出了一整套关于身管材料电渣重熔钢锭氧含量、成分均匀性、夹杂物及身管精锻与热处理关键技术和生产工艺控制要点，突破了国外对我国同类型号火炮身管产品的技术封锁。身管材料的氧含量满足了用户技术要求，身管的晶粒度由原来的5级提升到9级，身管的晶粒尺寸实现了显著细化。身管性能检测结果表明：常温拉伸、低温冲击性能满足身管设计和用户要求。研究成果为我国四代突击装备批量化生产创造了炮身材料条件。

6）铝镁合金产业化应用

研究所“金属材料组织精细化控制与产品质量集成技术的开发和应用”方向，李振亮教授带领的团队的科研成果，获得多家企业使用。镁合金轮毂锻造精确控制技术在内蒙古中钰镁合金锻造轮毂有限公司进行应用，铝合金焊丝相关关键技术在我国某军工企业进行生产和使用，高性能含稀土铝、镁合金中间合金在钢铁行业的应用，2021年底预计经济效益5000万-1亿元。

 

八、学术交流

表4 近五年研究所部分成员参加国内外重要会议统计

序号	参加人员	会议内容、地点及其他
1	王海燕	1）2020年11月21日-11月24日，参加全国电子显微学会学术年会，四川成都 2）2020年10月17日-10月20日，参加世界青年科学家峰会，浙江温州 3）2019年9月4日9月8日，中蒙双边学术交流会议，蒙古乌兰巴托 4）2019年11月8日-11月11日，第七届全国材料物理模拟与数值模拟学术会议，福建福州 5）2018年3月31日-4月2日，材料分会材料物理模拟与数值模拟学术年会，广西南宁 6）2016年10月16-19日，数值模拟与物理模拟国际会议，美国西雅图
2	李瑞红	1）2020.11.19-2020.11.22— 第七届国际镁及镁合金会议，辽宁沈阳。 2）2020.12.07-2020.12.09，第五届军民两用新材料大会，山东青岛。
3	计云萍	1）2016年6月29~7月2日，南昌，参加国内学术会议“第十二届全国固态相变、凝固及应用学术会议”，发表会议论文“稀土低合金贝氏体耐磨铸钢回火过程中的组织转变”， 2）2016年8月16日~18日，南宁.参加国内学术会议“2016年全国冶金物理化学学术会议”，发表会议论文“添加稀土促进钢液凝固时非均匀形核效用的晶体学预测” 3）2016年8月8日~9日，包头。参加第八届中国 稀土产业（国际）论坛，并作口头报告“RE2O3对钢液凝固时非均匀形核促进效用的晶体学预测”。 3）2017年5月11日~13日，参加国内学术会议“中国稀土学会2017学术年会”，并作口头报告“镧与铈对钢液凝固过程中细化δ-铁素体的异质形核作用”， 4）2018年10月21~23日，沈阳，参加国内学术会议“中国稀土行业协会稀土合金分会2018年会暨稀土合金在金属材料中应用技术论坛”，并做大会报告“稀土对钢凝固组织的影响”。 5）2019年8月29~31日，包头参加国内学术会议“包钢股份首届学术年会稀土钢专场研讨会”，并做口头报告“添加Ce细化钢中δ铁素体的作用机理”. 6）2019年10月17~20日，海口,参加国内学术会议“第十六届中国体视学与图像分析学术会议”，并在“材料科学与工程分会场”做口头报告“La2O2S对钢中δ铁素体异质形核效用的晶体学研究”. 7）2020年10月14 ~16日，沈阳，参加国内学术会议“中国核学会核材料分会2020学术年会”，发表学术论文“Zr合金SLM成形过程中温度场及熔池特性的数值模拟”。
4	呼陟宇	1）2020年12月07-09日，青岛.第五届军民两用新材料大会， 参会。 2）2019年8月19-22日，北京，The 2nd international Conference on numerical modelling in engineering，口头报告。
5	赵勇桃	1）2018年7月参加在美国俄亥俄州立大学召开的国际材料强度会议并作报告“high temperature mechanical properties of Q390 steel”； 2）2019年8月参加二零二主办的中国核学会核材料分会2019年学术年会并作报告“YT淬火时效过程的组织演变规律”。
6	包喜荣	2019年7月号-3号在澳大利亚伍伦贡举办，第十届澳大利亚和新西兰纳米与微流体研讨会于会议议题涵盖微流体与纳米材料相关领域，从基础研究、工程开发到微细加工，集成，纳米技术等相关方面，同时参观了伍伦贡大学实验室。
7	李涛	1）2020年10月19-22日，中国稀土学会2020学术年会暨江西稀土资源绿色开发与高效利用大会， 江西赣州 2）2019.12.7-2019.12.9，第六届海洋材料与腐蚀防护大会 腐蚀与防护，深圳 3）2018.12，第五届海洋材料与腐蚀防护大会腐蚀与防护，珠海 4）2017.12.9-2017.12.11，第四届海洋材料与腐蚀防护大会腐蚀与防护，广大湛江
8	李振亮	1）2017.10.14，第三届全国镁合金青年学术会议，南昌.做“高合金化细晶镁合金中Mg-Nd-Zn型LPSO的形成和织构演变”报告。 2）2018.04.20，第4届全国有色金属结构材料制备/加工及应用技术交流会，北京工业大学，做“亚晶演化对细晶镁合金Mg-Nd-Zn型LPSO形成及塑性变形影响”报告。 3）2019.04.19，第五届全国有色金属结构材料制备/加工及应用技术交流会，山东滨州，做“高性能焊丝用镁合金组织性能研究”报告。 4）2019.06.28，第五届全国镁合金青年学术会议，太原.做“高性能焊丝用镁合金组织性能相关研究”邀请报告。

与科研院所学术交流与合作