“增材制造高性能特殊钢集成计算平台建设”课题阶段进展汇报

国家军科委基础加强重点项目（国家173计划）的“增材制造高性能特殊钢集成计算平台建设”课题，于2021年8月1日在北京科技大学进行了课题任务阶段总结汇报会，由课题承担单位钢铁共性技术协同创新中心材料设计团队组织线上与线下同步开展，项目首席钢铁研究总院苏杰教授莅临指导。来自课题参加单位的北京科技大学、钢铁研究总院、中国工程物理研究院机械制造工艺研究所的老师及研究生参加了总结会。

集成计算材料工程（ICME）和材料基因工程（MGE）是近年来材料研究方法论上的突破性思想，是提高材料研发效率、降低成本和研发周期的有效途径。该课题构建增材制造特殊钢集成计算平台，以实现增材制造全过程组织和性能预测，形成增材制造特殊钢数据库，服务于增材制造高性能特殊钢的优化设计。

会议开始后，项目首席苏杰教授首先发表讲话，他指出这个课题的目标是建设增材制造特殊钢集成计算平台，相关研究处于世界并跑水平并具有很高的应用价值。课题负责人尹海清教授认为本课题涵盖跨尺度计算和数据传输存储，需各模块工作成员协同，实现集成计算平台建设和服务增材制造材料设计的目标。

会议汇报阶段，钢铁研究总院雍兮博士汇报了关于增材制造氧化物和数据库设计相关的研究，详细介绍了各元素对氧化物形成的影响，同时设计了实验数据和模拟数据的格式化存储模式。中国工程物理研究院王国伟博士从研究背景、模型构建、COMSOL软件模拟和接口实现、单道次/多道次移动熔池温度场模拟等方面介绍了增材制造温度场模拟工作，为移动熔池温度演化和循环相变提供关键数据支撑。北京科技大学张瑞杰教授汇报了激光熔池氧化物形核过程的分子动力学模拟，相关研究预测了不同类型氧化物与钢液基体的结合趋势。同时开展了微对流条件下的熔池和柱状晶形貌模拟研究，为下游模块的相组织和力学计算提供输入。北京科技大学张聪博士从模型理论、增材制造柱状晶偏析和材料本征参量等角度进行了汇报，相关工作为增材制造集成计算平台提供凝固相成分分布、合金裂纹倾向、马氏体转变点、屈服强度等计算功能。北京科技大学王永伟博士汇报了增材制造微观结构和力学性能模拟，通过晶体塑性有限元方法和本构关系构建，研究了增材制造非平衡微观结构和力学各向异性。

北京科技大学宋勇教授在平台总体构架、平台系统搭建和设计开发等方面介绍了平台的构建进度，仿真平台包含用户界面、计算模拟、数据传输、数据库存储等功能。北京科技大学尹海清教授汇报了近期在增材制造特殊钢打印件的表征工作，详细分析了打印后的组织取向、熔池形貌、断口裂纹扩展、氧化物及夹杂分布等。

会议最后，项目首席苏杰教授对增材制造特殊钢集成计算平台建设做了整体的要求和部署，并对集成计算和数据库构建提出了宝贵建议。本课题工作成员将在项目组的指导下，为建设服务于增材制造特殊钢的集成计算平台而努力。