与某车辆厂合作，在江苏省十五重大攻关项目“模块化铝合金地铁车体开发及产业化”（No.BE2004016）资助下，以新型高速地铁列车为研究对象，对模块化铝合金地铁车体开发的关键技术进行了深入广泛的研究。主要研究成果： 模块化铝合金车体零、部件和总成的CAE建模、模型修正，各种载荷下的强度、刚度、疲劳、模态分析。以提高车体的综合动态性能为目标的整车车身结构优化设计，为开发具有自主知识产权的轨道车辆，提高我国地铁车辆设计水平奠定了理论基础。 采用数值模拟方法，在虚拟环境下进行车辆的碰撞性能仿真分析，获得了较可靠的轨道车辆耐碰撞结构设计，从而有效地保护乘客在撞击事故中的生命安全。 司机室头部流线型概念设计、动力学分析与优化及外观美化设计，不仅运行阻力小, 节约能源，而且美观流畅，反映时代特征和城市风貌。 建立铝合金车体零、部件和总成结构动态优化设计CAD/CAE信息集成系统数据库及车体快速开发平台,以支持新车体的开发。

镁锂合金及其复合材料具有高的比强度和比刚度、优良的减震性能和电磁屏蔽性能，在航空、航天、武器、单兵装备、3C产品等领域有着广阔的应用前景。 本项目研制了镁锂基合金及其复合材料的设计技术、熔炼技术、成型工艺和表面处理技术，设计开发了具有超轻（密度约为1.5g/cm3）、高强（抗拉强度200-300MPa）、高模量（70-100GPa）、高稳定性的稀土金属间化合物增强Mg-Li基复合材料，建立了镁锂合金及其复合材料全链条中试制备平台，部分产品样品已经在航空航天、单兵装备等领域获得试用。

化石能源的枯竭和环境污染问题是推动全球新能源开发热潮的两大因素。氢能做为一种新型能源，以其清洁、高效、来源广泛等优点引起了人们的广泛关注。贮氢合金是发展历史最长、技术最为成熟的储氢介质，在体积储氢密度、工作温度、工作压力、吸放氢动力学性能和安全性等方面都具有优势。 常用的AB5、AB2及AB型储氢合金的储氢量一般都不超过2wt%，限制了其工程应用。钒钛基储氢合金具有超过3.8wt%的理论贮氢量，常温附近放氢量可接近3.0wt%，热力学及动力学性能良好，有望在燃料电池驱动的器件上得到广泛应用。 在863和各级省市政府支持下，已经形成如下技术成果： 1.形成了具有自主知识产权的V-Ti-Cr-Fe四元合金体系，其钒含量可在20-60wt%变化； 2.这类合金多数可用价廉的FeV80中间合金制备，相对于用纯金属钒制备，合金材料成本下降到10%左右，解决了这类合金应用的成本制约因素； 3.这类合金无需活化处理，可直接在室温下吸放氢，298K下6分钟内合金吸氢量普遍超过3.6wt%； 截止压为0.01MPa时，部分合金298K放氢量超过2.5wt%，278K吸氢后333K放氢量超过3.0wt%，是目前已见报道的含Fe的低成本钒钛基储氢合金中0.01MPa截止压下放氢量最高的。 主要技术指标：1.298K下吸氢量大于3.6wt%。 2.截止压力为0.01MPa时，298K下放氢量大于2wt%；部分合金的放氢量大于2.5wt%，278K吸氢后333K放氢量超过3.0wt%。 应用范围：近年来，用质子交换膜燃料电池驱动的便携电源、不间断电源、燃料电池自行车、三轮代步车等在国内外市场上悄然兴起，氢燃料电池汽车、潜艇等技术也逐渐成熟并形成市场，钒钛基贮氢合金可以作为氢源为质子交换膜电池提供氢气。

"耐热高性能铝合金是国防工业和高端制造业轻量化、绿色可持续发展的关键材料之一。传统铝合金强度随温度升高急剧降低，350℃抗拉强度仅为室温的25%左右，远不能满足现代汽车交通、海洋船舶动力装备、重型装甲武器、先进空天飞行器等越来越苛刻服役环境对铝合金耐热性能的迫切需求。合金体系不完善、耐热相与基体不匹配、耐热相构型不可控是制约铝合金耐热性提升的关键共性难题。 本项目获得2016年度山东省技术发明一等奖，从源头上着手，以熔体结构调控为突破口，发明纳米晶种材料及其应用技术，调控基体与耐热相空间构型，提出铝合金高温强化新思路。磷、碳、氮与铝热力学上可形成高熔点晶种型化合物，但这三种元素在铝熔体中溶解度极低，化合物在铝熔体中结构易演变，这加剧了高数量密度、热稳定纳米晶种原位合成的难度。在国家及省部级项目支持下，历时十八年系统研究，形成以下技术发明： ◆ 耐高温铝合金复合材料（SD-HRSAl-1）：该材料制造的搅拌器在800℃温度以下的铝熔体中长时间服役不发生蠕变。表明该材料不仅耐高温，而且可耐铝熔体侵蚀。 ◆ 耐热高强铝合金材料（SD-HRSAl-2）：该材料具有显著突出的高温强度，350℃抗

本发明公开了一种牙科用钛合金材料，合金成分包括钛、锆、铜和微量元素，Zr的重量百分比为5～15％，Cu的重量百分比为1～5％，微量元素M的重量百分比为0.05～0.5％，Ti余量。所包括的微量元素M根据性能匹配的要求可调节，至少为锂或稀土元素镧、铈中的一种；其相结构为主相α和少量的β相。材料的性能指标如下：维氏硬度为260-320，抗压强度为1300-2000MPa。

北京科技大学材料科学与工程学院研究开发的高性能W-Cu、Mo-Cu合金是一类采用新工艺制备的金属功能材料。自1996年以来，本项目得到了国家自然科学基金、国防预研基金等大力支持与资助，历时6年完成。采用先进的活化工艺对原材料粉末进行处理，再采用特殊的固结手段，制备出的W-Cu、Mo-Cu合金性能达到了国际先进水平。它兼有钨（或钼）与铜的综合性能，例如高的导热性、优异的高温强度、良好的抗震性、抗烧蚀、抗高温气体腐蚀性、以及可调节的热膨胀系数等。W-Cu合金的密度为16.36g/cm3，热膨胀系数为7.2×10-6/℃，热导率为182Wm-1K-1，弹性模量为274.6GPa，全部达到或超过了进口件的性能，已用于我国国防和电子和民用工业部门。 由于W-Cu、Mo-Cu合金具有其它材料所不具备的优异性能，因此可以在众多的领域得到广泛的应用。例如在电子通讯领域可以用于散热与热沉材料、电子封装材料，在工业电气领域可以用于真空触头，在航空航天领域可用于尾部喷管喉衬、燃气舵，在地质勘探与石油领域可用于岩石破碎弹的药型罩等。

改进铝型材时效处理工艺，铝合金的断后伸长率比普通时效工艺下变大（约15%），减小后期铝合金弯管过程中出现裂纹或者断裂的概率，也避免了工艺造成铝合金管材容易刮擦划伤的质量问题；通过铝合金成形CAE技术，选择合理工艺参数，提高铝合金成形质量；采用等温挤出技术改善材料强度和塑性。

随着铝合金结构和机器人自动化焊接的广发应用，研发出适应机器人焊接的新型高强铝合金系列焊丝，可满足机器人长时间焊接作业，送丝流程。通过熔池小冶金，可进一步提高焊缝强度。该技术包括 成熟的配方、生产工艺及生产线二条。

采用注射成形工艺实现复杂形状增压涡轮的近终成形，并满足高性能和低成本的要求。根据注射成形涡轮对零件壁厚的要求，选择 ø52mm 涡轮作为研制对象，并完成了中空蜗轮的结构设计及可靠性校验，中空孔径确定为 ø5mm，孔深 25mm，如图 1 所示。对比分析实芯涡轮和中空涡轮的离心应力分布可知，采用中空结构的涡轮，其应力分布较原始涡轮应力分布一致，但涡轮离心应力有所增大，中空结构涡轮的最大离心应力为 626MPa，较原始涡轮增加了 20.4%。涡轮采用中空设计后，自振频率变化很小，频率平均变小 0.167%，可近似认为没有变化。中空结构增压涡轮不仅达到了减轻重量的目的，而且大幅度减小了烧结变形。设计了侧向抽芯模具结构（如图 2 所示），实现了复杂形状增压涡轮的近终成形。采用数值模拟方法对注射成形充模过程进行了模拟，得出了喂料的充模过程（如图 3 所示），并阐明了涡轮在注射成形过程中产生的缺陷与机理。优化了注射成形工艺参数，得出最佳的注射成形工艺参数为：注射温度为 160℃，注射压力为 60MPa，模温为 80℃，最终制备出了无缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性气体雾化的 K418 镍基高温合金为原料，选用 67%装载量，将粉末与粘结剂（60%石蜡+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在开放式混炼机中混炼 30min，制备出适合镍基高温合金粉末注射成形的高效粘结剂，制备出了流变性能良好的注射喂料。分析了脱脂方法、脱脂制度和脱脂温度对致密度和最终高温合金性能的影响，掌握了碳、氧含量的精确控制技术。通过烧结+热等静压工艺获得高致密度的粉末高温合金，具有晶粒细小、显微组织均匀、综合力学性能优异等优点。MIM418 合金 1230℃真空烧结相对密度为 97%，热等静压后的样品接近全致密。图 1 实芯涡轮和中空结构涡轮图 2 侧向抽芯模具结构图 3 涡轮注射填充过程模拟经过 1200℃固溶/空冷、750℃时效，MIM418 抗拉强度达到 1425MPa，屈服强度为1004MPa，延伸率达到19.4%，与铸造合金性能相比分别提高了70%，30%，120%。图 4 为烧结态的注射成形涡轮。涡轮表面光洁，尺寸精度高，如图 4 所示。图 4 注射成形涡轮制备出满足涡轮使用性能测试要求的涡轮，涡轮尺寸与内部质量良好，达到装机测试要求。涡轮样品在无锡威孚英特迈涡轮增压器公司进行了台架实验，图5 所示为涡轮样品焊接及部分工装的照片。钢轴焊接后接头抗拉破断力达到 18吨，远高于铸造涡轮与钢轴的焊接强度。转速相同时，粉末注射成形涡轮部件测频一致性和气动性能涡端一致性均优于铸造性能，超速飞裂试验停止在 225000转/分与 225000 转/分，增压器拆检的结果可知，超速飞裂试验涡轮表现良好，两套增压器的失效皆由涡轮轴断裂造成。粉末注射成形涡轮样件测频一致性优于铸造涡轮，粉末注射成形涡轮与钢轴联结强度也明显高于铸造涡轮。粉末注射成形MIM418 涡轮在超速飞裂试验中表现不俗，在钢轴断裂 21.5/22.5 万转的状态下，涡轮仍保持完好。粉末注射成形涡轮的涡端试验表明，涡轮部件涡端性能一致性较好，3 组样品涡端的效率曲线基本重合，均在±0.5%的偏差内。

  发明了一种新的热镀锌工艺，不同于传统的溶剂法，不用助镀剂实现热镀，没有大量锌烟、少锌灰少锌渣，除了热镀锌还可以实现构件热镀合金镀层，如Galfan、Galvalume、ZAM等合金。大幅度降低热镀锌的成本，最高可降低70%以上。配合环保除锈剂使用可彻底解决批量热镀锌的环保问题。下图是利用环保热镀工艺做出的Galfan合金（锌-5%铝-稀土合金）样品，这是迄今为止世界上还没有做出来，也没有相关标准。已经申报了三项有关热镀Galfan产品的标准：《钢管热浸镀锌-5%铝-稀土合金》《钢铁制件热镀锌-5%铝-稀土合金镀层技术要求及试验方法》《紧固件热镀锌-5%铝-稀土合金层》。资金需求： 建设100万吨热镀锌产业基地，需要投资10亿元，在省级以上园区占地300亩，年产值15亿元，纯利润5亿元。用工1000人，装卸料实现自动化后可减少600人用工。可出让的股份比例：