研发硬质合金的集成计算材料工程

张伟彬，杜　勇，彭英彪，4，李　娜，周　鹏，程开明，张　聪，张忠健，王社权，徐 涛，陈伟民，陈　利，谢　文，温光华，龙坚战，张　颢，刘向忠，金展鹏



研发硬质合金的集成计算材料工程

张伟彬1，杜勇1，彭英彪1，4，李娜1，周鹏1，程开明1，张聪1，张忠健2，王社权3，徐 涛2，陈伟民1，陈利1，谢文3，温光华3，龙坚战2，张颢2，刘向忠2，金展鹏1

（1.粉末冶金国家重点实验室（中南大学），长沙410083；2.硬质合金国家重点实验室（硬质合金集团有限公司），湖南株洲412007；3.株洲钻石切削刀具股份有限公司，湖南株洲412007；4.湖南工业大学冶金工程学院，湖南株洲412007）

摘要：用于研发硬质合金的集成计算材料工程是将微观（10-10～10-8m）、细观（10-8～10-4m）、介观（10-4～10-2m）和宏观（10-2～10m）等多尺度计算模拟和关键实验集成到硬质合金设计开发的全过程中，通过成分-工艺-结构-性能的集成化分析，把硬质合金的研发由传统经验式提升到科学设计，从而大大加快硬质合金材料的研发速度，降低研发成本.本文详细阐述了第一性原理计算、CALPHAD方法、相场模拟和有限元模拟等计算模拟方法及各种微结构表征和性能测定的实验方法，论述了其在硬质合金研发中所发挥的具体作用.基于集成计算材料工程，提出了从用户需要、设计制备和工业生产的3个层面研发硬质合金的具体框架.通过应用实例，展示了集成计算材料工程在新型硬质合金研发中的强大功能，为新型硬质合金的设计和开发提供了新模式.

关键词：硬质合金；集成计算材料工程；多尺度模拟；关键实验；应用

硬质合金是通过粉……