歷時20年！上海大學首次作為牽頭單位獲此殊榮，4位院士給出超高評價！

2020-09-03 上海大學本科招生

日前，2020年度冶金科學技術獎評審結果揭曉，上海大學先進凝固技術中心（簡稱CAST）原創並獨立完成的&34;榮獲一等獎。這是學校首次作為牽頭單位獲此殊榮，標誌著上海大學CAST團隊的原創技術成果不斷得到國內同行的認可。

圖1基於&34;的連鑄坯枝晶生長熱模擬原理及裝備

冶金科學技術獎是由中國鋼鐵工業協會和中國金屬學會設立，經國家科學技術部正式批准的鋼鐵行業最高科學技術獎，每年組織評審一次。其前身是由國家冶金部組織評審和頒發的中國冶金科學技術獎。此次榮獲2020年度冶金科學技術獎項目共計102項，其中特等獎1項、一等獎22項、二等獎26項、三等獎53項。

全球98%以上的鋼用連鑄工藝生產。認識連鑄條件下鋼凝固過程、組織轉變和缺陷形成規律，對於冶金工業技術進步具有十分重要的意義。但是由於高溫、不透明、連續化和大規模等特點，連鑄條件下鋼凝固過程的實驗研究一直是國際冶金界難題，至今沒有可靠的解決方案。研究手段的缺失不僅導致連鑄工藝優化及缺陷控制的盲目性，造成巨大的浪費，同時嚴重製約了連鑄新技術的研發。

圖2熱模擬試樣與實際鑄坯在凝固過程、組織及偏析方面的相似性

上海大學CAST團隊翟啟傑和仲紅剛等人歷時20年，在摸清了影響連鑄凝固過程及組織關鍵因素的基礎上，突破了以此見彼的物質模擬和以小見大的幾何模擬兩種現有物理模擬方法的局限，發明了基於特徵單元熱相似性的以點見面的凝固過程熱模擬新方法及相關系列核心技術，研製了國內外首臺套連鑄凝固過程熱模擬實驗系統。包括——

（1）具有原位熔鑄、枝晶水平生長、溫度梯度和枝晶生長速率可控、以及原位液淬等功能的連鑄坯枝晶生長熱模擬試驗機（圖1-2）；

（2）冷卻速率可控、熱分析和潤溼角聯測的異質形核熱模擬實驗裝置（圖3）；

（3）原位加熱、動態加載、冷卻速率可控的凝固裂紋熱模擬試驗機（圖4）。

從而成功地將十幾噸鑄坯的凝固過程&34;到實驗室用數百克鋼研究，不僅可以揭示鋼液成分、過熱度、冷卻強度、鑄坯拉速、鑄坯尺寸等因素對鑄坯組織和成分分布的影響規律，而且可以獲得鑄坯固液界面形貌、固液界面前沿溶質和夾雜物分布等目前其它手段無法得到的重要信息，以及不同冷卻條件下形成凝固裂紋的可能性及條件、不同種類夾雜物促進異質形核的能力等冶金工作者共同關注的問題。依託熱模擬實驗系統，不僅開展了大量基礎研究，同時為寶鋼、鞍鋼和中天鋼鐵等企業提供了大量技術服務。

圖3異質形核熱模擬技術原理及裝置

中國金屬學會組織由4位院士和7位來自企業和高校的冶金專家組成的專家組評價認為，該技術為&34;，&34;。

圖4動態加載凝固裂紋熱模擬試驗機原理及設備照片

上海大學CAST團隊自2000年組建以來，堅持&34;的科研理念，堅持基礎研究引領下的原始創新，在鋼凝固過程基礎研究和均質化技術開發方面得到國內外同行的認可，2017年CAST團隊原創的脈衝磁致振蕩連鑄坯凝固過程均質化技術榮獲國家技術發明二等獎。微納液滴凝固、凝固亞穩相超性能金屬材料、鐵基功能材料冶金製造，以及冶金和鑄造新型鋼鐵材料等方面的工作也受到國內外同行的關注。

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（本文部分圖文素材來自上海大學官網）

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