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Ti-3Al-5Mo-4.5V(俄羅斯牌號為 BT16，中國牌號為 TC16)鈦合金是俄羅斯航空材料研究院首先開發(fā)的一種新型鈦合金，該合金屬于高強度鈦合金，其塑性非常好，并且對缺口、偏斜等的應(yīng)力集中敏感性較小，因此特別適應(yīng)于冷鐓法制造緊固件，如螺栓、螺釘、螺母和鉚釘?shù)龋嵌砹_斯航空和航天部門應(yīng)用的主要標準件材料。 Ti-3Al-5Mo-4.5V鈦合金特點是退火或淬火狀態(tài)下具有較高的塑性，主要的產(chǎn)品是棒絲材。Ti-3Al-5Mo-4.5V 鈦合金制造緊固件的最大優(yōu)點是可以在冷鐓后或再進行

Ti-3Al-5Mo-4.5V(俄羅斯牌號為BT16，中國牌號為TC16)鈦合金是俄羅斯航空材料研究院首先開發(fā)的一種新型鈦合金，該合金屬于高強度鈦合金，其塑性非常好，并且對缺口、偏斜等的應(yīng)力集中敏感性較小，因此特別適應(yīng)于冷鐓法制造緊固件，如螺栓、螺釘、螺母和鉚釘?shù)龋嵌砹_斯航空和航天部門應(yīng)用的主要標準件材料。Ti-3Al-5Mo-4.5V 鈦合金特點是退火或淬火狀態(tài)下具有較高的塑性，主要的產(chǎn)品是棒絲材。 Ti-3Al-5Mo-4.5V 鈦合金制造緊固件的最大優(yōu)點是可以在冷鐓后或再進行

依據(jù)焊條在焊接過程中的冶金原理、并根據(jù)合金化機理和礦物粉的各自特性，以純鎳絲為焊芯，采用國產(chǎn)原材料研發(fā)出反比例配方的鎳基合金焊條NiCrFe-9。中國用于9%鎳鋼焊接的超低溫鎳基合金焊條全部依賴進口。我國研制的SJTU-ENiCrFe-9鎳基合金焊條的工藝性能優(yōu)于同類國外產(chǎn)品（焊條無發(fā)紅現(xiàn)象、脫渣容易、熔渣覆蓋均勻）；焊條溶敷金屬拉伸性能與國外同類產(chǎn)品相當，超低溫沖擊功平均值高于同類國外產(chǎn)品約40%。

項目背景：大棒材是直徑范圍為φ70~200 圓鋼，實現(xiàn)控溫軋制是提高鋼材性能、降低合金成本的重要手段。現(xiàn)代化棒材生產(chǎn)線上，根據(jù)工藝需要采用了不同的穿水冷卻設(shè)備布置，以實現(xiàn)控軋控冷功能，但是大規(guī)格棒材因為冷卻速度慢，水冷后內(nèi)外溫差過大，無法實現(xiàn)理想的控制軋制。開發(fā)新型的冷卻工藝及配套裝備，在不影響正常軋制效率前提下，實現(xiàn)大棒材的控制軋制是行業(yè)的難題與期待。關(guān)鍵工藝技術(shù)：控制軋制冷卻：在精軋機組前置線外冷卻裝置，通過空冷時間的控制準確控制軋件在精軋機組內(nèi)的軋制溫度，最大限度第消除軋件內(nèi)外的溫度差，結(jié)合精軋機一定的變形量，使的φ70~200 圓鋼獲得較好的產(chǎn)品機械性能。軋后穿水：將終軋溫度為 800~950℃的大規(guī)格棒材經(jīng)過間斷分布的水冷器，對鋼材實現(xiàn)一定程度的加速冷卻，同時減少表面快冷淬火組織深度，以達到提高鋼材強度、塑性，改善韌性的目的，使鋼材得到良好的綜合性能。

、成果簡介：（500字以內(nèi)） 聚醚醚酮棒材具有耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、抗老化和機械性能優(yōu)異等綜合性能，其可以在250℃下使用，在電子、汽車、機械、航空航天、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，適于制作高精度，小批量的零部件，特別是我國高鐵列車、大飛機計劃等的啟動，對聚醚醚酮棒材的需求較為迫切，飛機的許多數(shù)量較少的零部件需要聚醚醚酮棒材經(jīng)過機械加工制造。其他領(lǐng)域如汽車、客車、電子等也是如此，許多關(guān)鍵零部件可以采用PEEK棒材通過機械加工等方法制造。目前國際市場對PEEK棒材的需求十分旺盛，

我國的大飛機發(fā)展計劃，為我國鋁合金的發(fā)展提供了新的機遇。飛機的60-75%的構(gòu)件是鋁合金。航空鋁合金是鋁合金中高技術(shù)含量，高投資，高附加值產(chǎn)品。我國的C919客機已下線，但是該飛機所用的材料主要依賴進口，急需國產(chǎn)化。同時我國軍用飛機的大型鋁合金材料依然不能滿足軍機發(fā)展的需要。最近，國務(wù)院和中央軍委大力倡導(dǎo)“民參軍”，鼓勵民營企業(yè)參加國防軍工生產(chǎn)。所以該項目計劃建設(shè)年產(chǎn)20萬噸鋁合金板帶生產(chǎn)線，其中航空鋁合金板帶5萬噸，其余為工業(yè)中厚板。 該項目采用了東北大學(xué)發(fā)明的兩項關(guān)鍵技術(shù)-1）電磁-氣刀連鑄技術(shù)；以解決高質(zhì)量錠坯制備，這一制約航空鋁合金發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，和2）鋁合金電流場熱處理技術(shù)，包括電流場均化和電流場固溶時效，在降低成本的同時，保證材料的性能，均有較高的效益。 一般客機自重為30噸左右，戰(zhàn)斗機為10-20噸，大型運輸機為60-80噸，其中60-70%為鋁合金，則按一架飛機平均自重30噸估算，約需鋁合金20噸左右，則需要的鋁合金材料為200噸左右，80-90%被加工掉。如果我國飛機材料能達到500架/年，這需要10萬噸鋁合金。由于現(xiàn)在飛機大部分部件都采用板材機加工方法，所以板材要占80%，既8萬噸。 同時我國的戰(zhàn)車、炮車、軍車等正在實現(xiàn)輕量化，也需要航空鋁合金，預(yù)測每年要達到30-50萬噸。 同時，該生產(chǎn)線還可以生產(chǎn)民用中厚板，包括罐車、動車車廂、鋁合金煤車等，預(yù)測需要30-50萬噸。 因此包括航空鋁合金在內(nèi)，我國每年鋁合金中厚板的需求量可以達到80-100萬噸，且隨著我國飛機制造和高鐵發(fā)展，需求量還會增加。 招商方向引導(dǎo) 金屬結(jié)構(gòu)材料，輕合金加工行業(yè)。可以新建，也可以在原鋁合金加工廠改造升級。

以自主開發(fā)的超細 / 納米 WC 類復(fù)合粉末為原料，基于目前國內(nèi)企業(yè)常用燒結(jié)設(shè)備，開發(fā)出特色燒結(jié)工藝，制備出不同粘結(jié)相含量和晶粒尺寸級別、性能達到國際先進水平的系列超細晶硬質(zhì)合金塊體材 料， 平均晶粒尺寸 200 － 500nm，硬度 HRA 90 － 93.5，斷裂韌性 12.0 － 20.0MPa.m1/2，橫向斷裂強度4500 － 5200MPa，性能得到國際著名硬質(zhì)合金企業(yè)和國內(nèi)權(quán)威資質(zhì)機構(gòu)檢測認定。利用真空燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)等技術(shù)，結(jié)合原料粒徑匹配和燒結(jié)工藝優(yōu)化，制備出平均晶粒尺寸>8μm  的組織均勻、性能穩(wěn)定的超粗晶硬質(zhì)合金塊材，具有硬度 > HRA 90.0、斷裂韌性 >15.0 MPa.m1/2 的優(yōu)良力學(xué)性能。

鋁及其合金是工程應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料之一。傳統(tǒng)的鋁合金零件通過鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統(tǒng)制造過程相關(guān)的工具設(shè)備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術(shù)由于為制造設(shè)計提供了豐富的自由度而廣泛應(yīng)用于工程零件的制造。現(xiàn)有3D打印技術(shù)中，選擇性激光熔化（SLM）是發(fā)展最為廣泛的方法之一。但是SLM工藝中的冶金缺陷如許多裂紋、球化和氣孔導(dǎo)致只有有限數(shù)量的金屬適合該種工藝，且具備滿足要求的密度、微觀結(jié)構(gòu)和強度。 中南大學(xué)粉末冶金研究院李瑞迪研究員和新西蘭奧克蘭大學(xué)、中車工業(yè)研究院有限公司等單位合作通過對合金元素進行調(diào)控和熱處理工藝的探索，發(fā)展了一種適用于SLM制備工藝，具有良好抗裂性和高強度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相關(guān)論文以題為“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金屬材料頂級期刊《Acta Materialia》在線發(fā)表。 在該項工作中，研究人員設(shè)計了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用霧化合金粉末進行3D打印制備。在沒有Si元素的情況下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制備過程中均易發(fā)生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發(fā)現(xiàn)在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能夠有效地抑制SLM過程中的熱裂紋，同時細化制備合金的微結(jié)構(gòu)，從而提高打印試樣的力學(xué)性能。 圖1：不同成分的打印樣品晶粒尺寸和形貌EBSD分析結(jié)果：（a）1.5 wt%Mg，合金1；（b）3.0 wt%Mg，合金2；（c）6.0 wt%Mg，合金3；（d）6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si，合金4。晶體學(xué)取向用倒極圖（IPF）表示。 圖2：Mg和Si元素對試樣斷裂行為的影響。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉應(yīng)力應(yīng)變曲線。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的斷口SEM圖像。 通過對合金成分的進一步微調(diào)，研究人員設(shè)計了一種新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。這種新合金具有明顯的細化微觀組織，由亞微米胞體和胞體中存在的共晶Al3（Sc，Zr）納米粒子（2-15nm）和粒間Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直徑10-100nm）組成。打印試樣中形成了高密度的層錯和獨特的9R相。試樣的拉伸強度和延伸率分別達到497MPa和11%。經(jīng)過時效處理后，試樣的拉伸強度達到550MPa，塑性在8%～17%之間。除了固溶強化、晶界強化和納米顆粒強化外，高密度層錯也有助于強化。 圖3：不同組分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印樣品的細晶區(qū)TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結(jié)構(gòu)；（a3-4）合金的柱狀結(jié)構(gòu)；（b1-5）合金（b2）的胞狀結(jié)構(gòu)是（b1）的暗場圖像；（b3-4）合金的柱狀組織#5；圖（a2），（a4），（b2）和（b4）顯示了晶間共晶組織；（b5）是SLM-printed Alloy#5細胞的干HAADF圖像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相應(yīng)EDX圖譜。 圖4：（a）SLM打印合金#5時效前后的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。曲線“#5”表示打印合金#5；曲線“#5-HT1”表示360℃時效8h的合金#5；曲線“#5-HT2”表示300℃時效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2斷裂處拉伸試樣的透射電鏡顯示具有高密度位錯和SFs的變形組織。（c）沿[001]方向的變形亞晶中滑移帶和滑移方向的HRTEM圖像。（d）在（-100）面上用（c）圖中標記區(qū)域的傅里葉逆變換圖像顯示出高密度位錯。 這項研究成果通過在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精細打印微觀組織，獲得了無裂紋的打印合金成分。隨后通過熱處理時效工藝引入高密度層錯并細化晶粒，開發(fā)出了一種具有低熱裂敏感性和高強度的新型鋁鎂合金。這項工作提供了一種解決和消除SLM工藝中的冶金缺陷的鋁鎂合金成分設(shè)計方法和熱處理工藝，推動了SLM制造技術(shù)的工程應(yīng)用。