中国科学院金属研究所李殿中

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李殿中,男，1966年5月生，工学博士，中国科学院金属研究所研究员，博士生导师，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室材料加工模拟研究部主任。中国材料研究学会计算材料学分会主席。1998年入选中国科学院“百人计划”，2007年获何梁何利科学与技术创新奖。

金属所李殿中

李殿中
性　别        男        最高学历        博士研究生
职　称        研究员        
专家类别        材料加工模拟研究部主任、博士生导师
部　门        沈阳材料科学国家（联合）实验室 材料加工模拟研究部
通讯地址        辽宁省沈阳市沈河区文化路72号，中国科学院金属研究所，材料加工模拟研究部
邮政编码        110016        
电子邮件        dzli@imr.ac.cn
电　话        +86-24-23971281        
传　真        +86-24-83970097

简历：
　　1992-1997年，沈阳铸造研究所，课题组长，主要从事凝固过程微观组织模拟与实验研究工作；
　　1998年毕业于哈尔滨工业大学材料科学与工程系，获博士学位，同年入选中科院“百人计划”；
　　1998年~2008年，中国科学院金属研究所，特殊环境材料研究部，研究部副主任；
　　2008年~至今，沈阳材料科学国家（联合）实验室，材料加工模拟研究部，研究部主任，党委委员。
研究领域：
　　主要从事大型铸锻件关键材料成分优化和合金相控制研究，材料成形模拟和缺陷控制研究，金属凝固过程形核生长动力学模拟，钢在热变形条件下组织演变的计算机模拟，以及金属液流动过程的实时观察和计算机模拟等。
承担科研项目情况：
　　李殿中研究员2001年入选中科院百人计划，任中科院金属研究所材料加工模拟研究部主任，多年来主要从事大型铸锻件铸造与锻造过程关键技术开发与推广应用工作。先后承担了国家机床重大专项、核电重大专项、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、中国科学院振兴东北老工业基地重大项目等多项课题，获授权发明专利30余项，在Phys Rev Lett、Acta Mater等结构材料顶级期刊上发表论文70余篇。
　　大型铸锻件是重大工程的核心部件，其制造能力是衡量一个国家工业水平的重要标志。然而，由于加工工艺落后，我国大型铸锻件曾长期依赖进口，受制于人。这种被动局面严重制约重大工程进展，甚至影响经济和国防安全。为解决这一瓶颈性问题，李殿中带领研究团队历经十多年的艰苦努力，紧紧围绕我国能源电力、冶金机械、船舶制造等重点产业的发展需求，系统研究了厚断面超大尺寸构件的成形、缺陷与组织演化规律，形成工艺图纸、规范、软件等成套原型技术，解决了大型合金钢锭及铸锻件的制造难题。形成了3项创新成果：
　　低偏析微缺陷大型钢锭制备技术。发现夹杂物是形成A型偏析缺陷的根源，发展了宏观偏析形成理论，在此基础上开发多包延迟浇注、多梯度稳态热冒口及低氧纯净化控制技术；控制100吨级30Cr2Ni4MoV低压转子用钢锭的碳偏析在±0.02%之内、铸态缺陷当量小于Φ3mm。
　　1)合金相定量化和组织均匀化控制技术。阐明了系列材料中合金相的作用与调控机理，控制ZG04Cr13Ni4Mo马氏体钢中易引起裂纹的δ铁素体含量为零，提升韧性的逆变奥氏体含量为10%-18%，实现强韧性最佳匹配，满足了三峡水轮机转轮铸件综合性能要求。
　　基于模拟计算的近终形成形技术。基于逆向模拟，开发出曲轴弯锻技术，消除折叠裂纹等缺陷；建立了锥度动态控制模型，开发锥形筒体锻件一体化成形技术，材料利用率提高30%；开发铸件全流程反变形控制技术，大型水轮机叶片单面加工余量由50-60mm降至20-30mm。
　　通过上述创新成果的应用，我国实现了三峡水轮机转轮铸件、大型船用曲轴、核电压力容器锻件等重大工程急需关键部件国产化。合作单位中国一重、中国二等企业近3年实现新增销售额20多亿元，相关技术已推广到国内50多家企业，提升了我国大型铸锻件整体制造技术水平。鉴于上述杰出贡献，李殿中研究员先后获得“何梁何利”科学与技术创新奖、辽宁省技术发明一等奖（排名第一），中国科学院杰出科技成就奖（排名第一）， “十一五”国家科技计划执行突出贡献奖、中国技术市场协会金桥奖、国家科技进步二等奖（排名第一）。
社会任职：
　　高档数控机床专项办公室，总体组专家；国家科学技术奖励工作办公室，评审专家；《金属学报》，编委会委员；《材料研究学报》，编委会委员；中国材料研究学会计算材料学分会，分会主席。
获奖及荣誉：
　　2012年获国家科学技术进步二等奖，第一完成人
　　2011年获“十一五”国家科技计划执行突出贡献奖
　　2011年获国务院政府特殊津贴奖
　　2009年获得中国科学院杰出科技成就奖
　　2007年获辽宁省技术发明一等奖
　　2010年获辽宁省优秀专家奖
　　2004年辽宁省科学技术进步二等奖
　　2007年河北省科技进步一等奖
　　2004年国家科学技术进步一等奖
　　2009年获辽宁省第五批省级优秀专家
　　2004年中国冶金先进青年科技工作者
　　2007年何梁何利科学与技术创新奖:青年奖
　　2008年第六届辽宁省优秀科技工作者
　　2008年第三届沈阳市十大科技英才
代表论著：
　　1. Chen Y, Bogno AA, Xiao NM, Billia B, Kang XH, Nguyen-Thi H, Luo XH, Li DZ. Quantitatively comparing phase-field modeling with direct real time observation by synchrotron X-ray radiography of the initial transient during directional solidification of an Al-Cu alloy. Acta Materialia, Vol.60, pp.199-207 (2012).
　　2. Zheng CW, Raabe D, Li DZ. Prediction of post-dynamic austenite-to-ferrite transformation and reverse transformation in a low-carbon steel by cellular automaton modeling. Acta Materialia, Vol. 60, pp. 4768-4779 (2012).
　　3. Niu, HY; Chen, XQ; Wang, SB; Li, DZ; Mao, WDL; Li, YY. Families of Superhard Crystalline Carbon Allotropes Constructed via Cold Compression of Graphite and Nanotubes. Physical Review Letters, 2012,108(13):135501
　　4. Mingyue Sun, Luhan Hao, Shijian Li, Dianzhong Li, Yiyi Li, Modeling flow stress constitutive behavior of SA508-3 steel for nuclear reactor pressure vessels, Journal of Nuclear Materials. 418 (2011) 269-280.
　　5. Sang BG, Kang XH, Liu DR, Li DZ. A novel technique for reducing macrosegregation in heavy steel ingots. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 210, pp 703-711 (2010).
　　6. Wang P, Lu SP, Xiao NM, Li DZ, Li YY. Effect of delta ferrite on impact properties of low carbon 13Cr-4Ni martensitic stainless steel. Materials Science and Engineering A, Vol. 527A, pp.3210-3216 (2010).
　　7. Lu, SP; Wei, ST; Li, DZ; Li, YY. Effects of heat treatment process and niobium addition on the microstructure and mechanical properties of low carbon steel weld metal. Journal of Materials Science , Vol. 45(9), 2390-2402(2010).
　　8. Zheng CW, Xiao NM, Hao LH, Li DZ, Li YY. Numerical simulation of dynamic strain-induced austenite-ferrite transformation in a low carbon steel. Acta Materialia, Vol.57, pp. 2956-2968 (2009).
　　9. Li DZ, Xiao NM, Lan YJ, Zheng CW, Li YY. Growth modes of individual ferrite grains in the austenite to ferrite transformation of low carbon steels. Acta Materialia, Vol. 55, pp. 6234-6249 (2007).
　　10. Xiao NM, Tong MM, Lan YJ, Li DZ, Li YY. Coupled simulation of the influence of austenite deformation on the subsequent isothermal austenite –ferrite transformation, Acta Materialia, Vol. 54, pp.1265-1278 (2006).
近期国际国内会议报告及任职等：
　　1. 特邀报告：Multi-scale Modelling of Channel Segregates in Steel Ingots
　　会议名称：第七届材料制备工艺物理与数值模拟国际会议
　　会议主办方：奥卢大学
　　会议时间：2013年6月16-19日
　　会议地点：芬兰，奥卢
　　2. 特邀报告：Process modelings and simulations of heavy castings and forgings
　　会议名称：The 11th International Conference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes
　　会议主办方：中国科学院金属研究所
　　会议时间：20130706
　　会议地点：中国，沈阳
　　3. 特邀报告：Martensitic Stainless Steel 0Cr13Ni4Mo for Hydraulic Runner
　　会议名称：可再生与新能源材料的挑战
　　会议主办方：The American Ceramic Society
　　会议时间：20100221，
　　会议地点：Florida, USA。
近期获得专利：
　　1.  发明专利：一种抑制大型钢锭偏析的方法、发明人：桑宝光；李殿中；夏立军；康秀红；李依依、专利号：ZL200810011409.8
　　2. 发明专利：一种低偏析大型钢锭制造方法、发明人：康秀红；陈露贵；夏立军；李殿中；傅排先；李依依、专利号：ZL200810010341.1
　　3. 发明专利：一种大型钢锭偏析的研究方法、发明人：陈露贵；康秀红；夏立军；李殿中；傅排先；李依依、专利号：ZL200810010340.7
　　4. 发明专利：一种钢锭中固相移动的模拟方法、发明人：刘东戎；桑宝光；康秀红；李殿中、专利号：ZL200910248782.X
　　5. 发明专利：一种10-30吨底漏钢包炉外精炼方法、发明人：傅排先；刘宏伟；康秀红；夏立军；李殿中；李依依、专利号：ZL200810011903.4
　　6. 发明专利：通过加快底部、侧壁冷却获得低偏析大型钢锭的制造方法、发明人：桑宝光；李殿中；夏立军；康秀红；陈露贵；傅排先；李依依、专利号：ZL200810011408.3
　　7. 发明专利：一种通过机械搅拌抑制大型钢锭宏观偏析的方法、发明人：康秀红；桑宝光；夏立军；李殿中；刘宏伟；刘东戎；李依依、专利号：ZL200910012415.X
　　8. 发明专利：一种消除高强韧性马氏体不锈钢中δ铁素体的方法、发明人：王培；康秀红；李殿中；夏立军；陆善平；李依依、专利号：ZL200810013231.0
　　9. 发明专利：超超临界钢的晶粒细化方法、发明人：胡小强；罗兴宏；康秀红；夏立军；李殿中、专利号：ZL200810010617.6
　　10. 发明专利：一种超超临界钢的正火热处理工艺、发明人：胡小强；罗兴宏；肖纳敏；李殿中；李依依、专利号：ZL200810228023.2
　　11. 发明专利：一种基于定量设置反变形量的设计铸件模型的方法、发明人：王培；肖纳敏；李殿中；李依依；彭凡；张立文；张瑞雪；马进；刘恒、专利号：ZL200910248785.3
　　12. 发明专利：大型铸钢支承辊制备工艺、发明人：李殿中；康秀红；夏立军；柯伟；李依依、专利号：ZL200610048038.1
　　13. 发明专利：铸钢支承辊整体铸造方法、发明人：李殿中；康秀红；夏立军；柯伟；李依依、专利号：ZL200410021595.5
　　14. 发明专利：大型船用曲轴曲拐弯曲锻造模具及预成形毛坯的设计方法、发明人：孙明月；陆善平；李殿中；李依依、专利号：ZL200610134112.1
　　15. 发明专利：组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲锻造下模及设计方法、发明人：孙明月；陆善平；李殿中；李依依、专利号：ZL200710157560.8
　　16. 发明专利：一种船用曲轴红套过盈量的设计方法、发明人：孙明月；陆善平；李殿中；李依依；于迎记；王树强；邵龙成、专利号：ZL200910010338.4
　　17. 发明专利：大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置及使用方法、 发明人：孙明月；陆善平；李殿中；李依依、专利号：ZL200710159290.4
　　18. 发明专利：一种大型钢锭WHF和FM法拔长工艺、发明人：李世键；孙明月；李殿中、专利号：ZL200910010455.0
　　19. 发明专利：一种可视化铸造方法、发明人：李殿中；康秀红；夏立军；李依依、专利号：ZL200410100470.1
　　20. 发明专利：锥形筒体锻件形成过程中间坯和预制坯的设计方法、发明人：孙明月；李世键；陆善平；李殿中；李依依；孙嫘；孙海燕；程巩固；刘志颖；刘晓光、专利号：ZL200910011180.2

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“高纯净超厚尺度均质钢制备技术与应用”

（完成人：李殿中、栾义坤、傅排先、孙明月、王培、李依依）获得辽宁省技术发明一等奖

辽宁省技术发明一等奖获奖项目“高纯净超厚尺度均质钢制备技术与应用”：核电压力容器大锻件、高档轴承等是重大装备的核心零部件，也是亟需国产化的关键材料，其性能主要取决于钢锭（铸坯）的品质。钢锭的纯净度、均质性在很大程度上决定了锻件/锻材的合格率和质量稳定性。该项目历经十余年的系统研究，通过模拟计算、机理研究与工程化试验，从纯净化冶炼出发，发现了氧含量的关键作用，提出了夹杂物驱动宏观偏析的新机制，发明了低氧纯净化技术，成功应用于大型铸锻件的均质制造。进一步发现了稀土金属中氧含量的决定性作用，发明了钢液和稀土金属“双低氧技术”，有效解决了多年来稀土在钢中添加导致的钢的性能波动、时好时坏的瓶颈问题。微量稀土的添加，显著提升了钢的韧塑性和疲劳性能等，这为稀土特殊钢的稳定工业化应用做出了重要贡献。结合大钢锭铸造、锻造、热处理等工艺流程，发明了凝固自补缩、软芯锻造和铁素体膜构筑技术，有效解决了大锻件/锻材成形过程中成分均匀性和性能均匀性的难题。上述研究成果属于国际首创，获得授权发明专利40余项（其中包括2项国际专利），发表论文100余篇，在辽宁省成功转化，并推广到全国多家企业，企业新增销售额90多亿元，创造了显著的经济和社会效益，偏析等新机理的研究也推动了钢铁冶金学科的发展。

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　    11月23日，国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项“超大尺度金属材料构件均质化构筑成形基础”项目启动会在金属所召开。科技部高技术研究发展中心基础一处吴根处长，中科院前沿科学与教育局技术科学处毛羽丰副处长，项目责任专家、西安交通大学虞烈教授，上海大学翟启杰教授、抚顺特钢张玉春教授级高工、天津大学刘永长教授、西北工业大学詹梅教授等专家组成员，金属所李依依院士、大连理工大学康仁科教授等特邀专家，金属所孙晓峰副所长，科技处黄粮处长、佟百运副处长，项目负责人李殿中研究员以及上海交通大学、大连理工大学、武汉理工大学、中国一重、二重等课题参与单位人员共40余人参加了会议。
　　孙晓峰副所长在启动会上致欢迎辞，他感谢科技部、中科院领导的信任和各位专家的支持，并表示金属所将全力推动项目的组织和实施，保证任务目标的完成。吴根处长首先祝贺金属所牵头承担该国家重点研发计划项目，并介绍了“变革性技术关键科学问题”重点专项的主要任务、管理权责、具体工作等。他指出，好的开端是成功的一半，开好项目启动会，就是要进一步系统梳理技术路线和实施方案，明确各级任务和考核指标，剖析风险点和关键点。在项目实施过程中，各单位要切实落实法人责任制，提供保障条件，加强交流合作，确保研究目标的实现。毛羽丰副处长简要介绍了院前沿局在技术科学领域前沿基础研究项目的部署情况，并希望项目团队凝心聚力，关注关键科学问题与技术难题的研究和突破，实现更广泛的应用，服务国家重大需求。
　　会上举行了专家组敦聘仪式，成立了以虞烈教授领衔的项目专家组，孙晓峰副所长为与会专家颁发了聘书。
　　项目负责人李殿中研究员及各课题负责人分别汇报了项目和课题的研究内容、技术路线、预期目标、考核指标等内容。项目专家组认真听取了汇报，并提出了宝贵的意见和建议。
　　项目责任专家虞烈教授在总结发言中指出，启动会进一步明确了任务目标，凝聚了攻坚克难的共识，希望项目组在各位专家的指导下进一步凝练研究目标，优化实施方案，不断创新和突破，为实现变革性技术重点专项的总体目标贡献力量。
　　“超大尺度金属材料构件均质化构筑成形基础”项目拟通过发展原创的金属构筑成形技术，解决超大尺寸锻件芯部质量差的世界性难题，并以此为研究目标，围绕超大尺寸锻件构筑成形中的关键问题，开展基础理论研究，并紧密结合实际工业生产需求，加速实现该技术在核电等领域的示范应用。

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为深入贯彻习近平总书记给袁隆平、钟南山、叶培建等25位科技工作者代表的重要回信精神，做好对广大科技工作者的政治引领和政治吸纳，激发广大科技工作者的荣誉感、自豪感、责任感，辽宁省委宣传部等多部门共同组织了“辽宁好人·最美科技工作者”评选活动，共评选出10位奋战在抗击新冠肺炎疫情一线、脱贫攻坚一线、科技创新一线的广大科技工作者的杰出代表，我所李殿中研究员荣获2020年辽宁省“最美科技工作者”称号。

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根据近日国家知识产权局公布的《关于第二十二届中国专利奖授奖的决定》，金属所为专利权人的发明专利“金属构筑成形方法”获得中国专利金奖，这是我所首次获得该奖项。
　　“金属构筑成形方法”（专利号：ZL201511027492.4，发明人：李殿中，孙明月，徐斌，刘宏伟，李依依）是我所原创的金属构筑成形技术系列专利的核心专利之一。金属构筑成形技术是将多块均质化板坯通过表面处理、堆垛成形和真空封装后，在高温下锻造使界面愈合，实现多块板坯之间的“无痕”连接，进而制备均质化大锻件的技术。该技术突破了传统“以大制大”的思路局限，可以通过“以小制大”解决大锻件的均质性问题。应用该技术，我所科研人员与行业骨干企业密切配合，完成了四代核电15.6m无焊缝整体不锈钢环形锻件、四代核电大口径不锈钢压力管、百万千瓦级水轮机转轮主轴、压水堆核电站反应器和蒸发器、万吨回转窑轮带等关键锻件的研制与应用。此次获奖将有利于未来进一步推进该技术在行业内的应用和推广。

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近日，辽宁省人民政府发布了《关于2021年度辽宁省科学技术奖励的决定》。中国科学院金属研究所三项成果获奖，其中“先进能源装备大锻件均质化构筑成形技术”荣获辽宁省技术发明一等奖。
　　 “先进能源装备大锻件均质化构筑成形技术”项目主要完成人：李殿中、孙明月、徐斌、刘宏伟、赵龙哲、李依依。针对我国能源装备大锻件均质性问题，该项目在国际上率先提出大锻件构筑成形技术，采用多块小尺寸基元经表面清洁、堆垛组坯、真空封装、高温加热、变形连接、锻造成形等步骤，消除界面，通过“以小制大”获得一体化的大尺寸均质锻件。在此过程中，发明了热加工过程中界面热变形连接技术、组织均匀化技术和氧化膜调控分解技术，使界面区域的材料力学性能达到与基体一致的水平。在此基础上，评价了近服役条件下若干大锻件构筑界面的力学性能，建立了关键材料与大锻件的考核体系和评价标准。技术已获授权发明专利32项，其中核心专利“金属构筑成形方法”获第二十二届中国专利金奖。成果成功在辽宁省转化实施，并推广到全国多家单位。支撑骨干企业完成首台套单重200吨级示范线建设，新增销售额28亿元。研制出水电、核电等重大装备的大型锻件并成功应用，取得了显著的经济社会效益。

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　4月27日，中华全国总工会召开大会，表彰2023年全国五一劳动奖和全国工人先锋号获得者。我所李殿中研究员荣获2023年度“全国五一劳动奖章”。

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　11月22日，中国科学院发布了“关于公布2023年中国科学院院士增选当选院士名单的公告”，中国科学院金属研究所李殿中研究员名列其中，当选为中国科学院院士。
　　李殿中长期从事高端装备金属结构材料及加工技术研究，取得了系统性创新成果。他提出了钢中氧致通道偏析和“双低氧”稀土钢的学术思想，建立了可视化铸锻方法，发展了特殊钢大型构件洁净化、均质化和形性调控的基础理论，发明了低氧抑制偏析和金属构筑成形等原创关键技术，成功应用于盾构机用直径8米级主轴承、核电机组用直径15.6米不锈钢支承环、三峡水轮机用直径10米转轮、大型船舶柴油机用长达20米曲轴和船舶用特种宽厚板等国之重器核心部件的加工制造，满足了多种高端装备的重大需求，经济效益和社会效益显著。
　　李殿中在Nature Materials、Acta Materialia、JMST、《金属学报》等期刊上发表主要论文180篇，合作出版论著和译著各1部；授权发明专利100余件（国际专利7件）；以第一完成人获国家科技进步二等奖1项、中国专利金奖1项、中国科学院杰出科技成就奖1项和辽宁省技术发明一等奖3项；获何梁何利科学与技术创新奖和首届全国创新争先奖；获2021年全国优秀共产党员称号和2023年全国五一劳动奖章。