突破“强-磁”制约瓶颈，我院刘静、程朝阳教授团队在高强无取向硅钢领域取得系列成果

近日，我校刘静教授、程朝阳教授团队牵头，联合深圳大学、德国弗莱贝格工业大学以及北京科技大学，围绕纳米共格富Cu析出相的构筑、演变与调控开展系列联合攻关，成功探索出一条高强无取向硅钢“强-磁”协同优化的新路径。相关核心成果连续发表于材料领域国际权威期刊《Journal of Materials Science & Technology》（JMST）。

随着新能源汽车驱动电机向高速化、高功率密度方向发展，铁芯用无取向硅钢必须兼具高强度、高磁感和低铁损，而传统强化手段往往伴随磁性能下降。针对这一国际性难题，团队创新性地开展Cu含量梯度设计，通过优化热轧与冷轧压下量，在再结晶退火过程中诱导出细小、弥散分布的“共格BCC富Cu团簇”，率先实现了力学与磁性能的分步调控。研究揭示，时效早期形成的B2和BCC Cu纳米共格析出相能有效阻碍位错运动，不仅产生显著析出强化效果，且因其细小共格特性，将对磁性能的不利影响降至最低。所制备硅钢屈服强度达750–800 MPa，P10/400为16.3–18.3 W/kg，B50为1.641–1.656 T。该成果获评2025年度湖北省科协优秀科技论文，刘静教授与北科大张晓宾副研究员为共同通讯作者，我校程朝阳教授为第一作者。

图1 时效过程中Cu析出相演变及其对力、磁性能影响

图2 不同结构Cu析出相强化增量及硅钢产品性能

图3 获奖证书

在此基础上，团队进一步提出通过“冷却路径”定向调控的全新策略。研究发现，无需额外时效热处理，快速冷却即可抑制Cu析出相粗化和结构转变，保留大量弥散细小的纳米析出相，同时细化磁畴，提高强度并降低铁损。该发现将冷却过程确立为一种可主动设计的组织调控手段。最新成果于2026年再次发表于《JMST》，通讯作者为我校程朝阳教授、黄思煜教授，第一作者为博士生邢玉冉。

图4 冷却速度调控含Cu高强无取向硅钢微观组织示意图

目前，团队已围绕“富Cu析出相”构建起从成分设计、轧制到热处理与冷却的完整组织调控理论体系。未来，团队将紧贴产业化需求，致力于工艺简化与性能极限突破，推动高端硅钢材料从实验室走向实际生产。本系列研究获得了国家自然科学基金、湖北省重点研发计划及北京科技大学新金属材料国家重点实验室开放基金等项目资助。