1、特殊钢纯净化冶炼、低偏析凝固技术开发
2、大型钢锭偏析、缩孔等缺陷机理研究
3、特殊钢组织均质性调控机理研究
1、主要研究特殊钢纯净化冶炼机理与技术、稀土夹杂物变质机理与控制技术、凝固过程的偏析机理、凝固组织控制等方面，形成高纯净均质稀土特殊钢制备技术，提出夹杂物为A偏析的根源并形成偏析控制技术，发展了宏观偏析理论，提出通过控制T[O]以控制A偏析的观点，并形成成套的纯净化偏析控制技术，相关研究发表在Nature Communications。主要从事优质钢锭偏析缺陷控制与制备技术，稀土轴承钢滚动接触疲劳提高了40%以上，轴承测试寿命与国际著名产品性能相当，模具钢硬度均匀性在±2HRC，普通电炉模具钢通过纯净化等技术达到国际先进水平。齿轮钢满足德国西门子、美国GE等公司缺陷控制缺陷当量在0.6以下的高级技术要求，并成功实现动车齿轮国产化。主要研究重大工程中的关键部件制备与组织控制，稀土纯净化控制、偏析控制技术等关键共性技术研究、并进行高品质特殊钢制备产线设计与建设。
2、系统研究了凝固过程的偏析机理与稀土对特殊钢夹杂物以及组织性能的影响，形成高纯净均质稀土特殊钢制备技术，并在山东西王设计建设高品质特殊钢制造产线，并成功投产。提出夹杂物为A偏析的根源并形成偏析控制技术，发展了宏观偏析理论，提出通过控制T[O]以控制A偏析的观点。研究的高品质稀土轴承台架实验表明轴承平均寿命达到国际高档轴承的水平。轴承钢滚动接触疲劳提高了40%以上。高品质稀土特殊钢已获得超过20万吨的应用，制造高端稀土轴承过千万套。纯净化控制、偏析控制技术等关键共性技术在中信特钢集团、西宁特钢、石钢京城、浙江天马、北满特钢等十几家企业获得很好的应用，显著提高了材料的成材率与合格率，五年内为企业累计节约或新增产值超过50亿元。
相关研究成果在Nature Communications，Materials Science & Engineering A等国内外杂志上发表论文26篇，授权国家发明专利58项。
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