本发明公开了一种提高铝合金强韧性的电磁成形和时效热处理 复合新方法，属于铝合金形变热处理技术领域。该方法包括以下过程： 固溶淬火处理、双级时效处理和电磁成形步骤。相对于现有的预变形- 固溶淬火-终变形-人工时效工艺，本发明克服了其处理工艺复杂，容易 导致二次变形，使用性能下降等问题，简化了可热处理强化铝合金的 制造工艺路线，避免了传统制造工艺中二次变形和性能降低的现象。 实验证明，经本方法成形的铝合金构件，无明显二次

一种钛合金高温防护涂层，其特征在于：所述涂层为由 20~40wt% 非晶二氧化硅粒子弥散分布在玻璃基体中形成的非晶二氧化硅-玻璃 复合涂层。其中：复合涂层中玻璃基体的原料组成为：30~40 质量份 的二氧化硅，20~30 质量份的氧化硼，2~5 质量份的氧化铝，5~15 质 量份的氧化镁，5~15 质量份的氧化钙，10~20 质量份的氧化钠。一种 如上所述钛合金防护涂层的制备方法：包括玻璃粉体的制备、复合涂 层用料浆的制备、钛合金表面的预处理、料浆的涂覆以及复合涂层的 烧结。本发明制备的复合涂层可以在较低的温度内烧结，并具有优异 的高温抗氧化性能；同时本发明所述复合涂层的原料成本低，制备工 艺简单易行，适于工业化生产。

悬赏金额：10万元 发榜企业：深圳市豪龙新材料技术有限公司  需求领域：精细化工 产业集群：先进材料产业集群 技术关键词：光刻树脂; 光刻胶; 特种硅树脂; 高性能硅橡胶; 紫外光固化技术

镁合金是作为一种轻质金属结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼性能好、电磁屏蔽效果好、铸造性能优良和加工性能好的优点，获得了广泛的应用前景。在镁合金产业化应用过程中，稀土往往作为制备过程中的优化剂来改善合金的熔体纯净度、晶粒细化度及产品外观质量，同时可大幅度提升合金的强度与延伸率。但是目前普遍使用的稀土镁合金强度低导热性能差，限制了其大规模应用。因此，开发具有高导热性、高强度的镁合金对于扩大镁合金在 5G 通信、3C 器件及汽车产品等需要高散热领域的应用，具有极其重要的意义。 高导热高强度镁合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金属，Nd 的添加可以改善合金的熔体纯净度、晶粒细化度及产品外观质量，并有效析出基体中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的导热性能和力学强度。镁合金的导热性能可以通过导热率来体现，力学性能可以通过抗拉强度，屈服强度体现。高的导热性能可以保证合金在散热器件领域的热导性能指标，使器件可以具有较快的热量传输能力，使设备内部热量及时排出;高的力学强度可以保证合金作为结构件的力学性能指标，使其作为结构件更为可靠。相较于传统镁合金，团队通过添加 Nd 稀土元素可以有效提升镁合金的导热性能和力学强度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化镁合金的织构，提升镁合金各晶粒之间的协调能力:而且 Nd 在镁合金成型过程中可以与 Zn 原子结合形成热稳定的第二相，促进动态再结晶提升镁合金的强度:此外，Nd 元素的添加会与基体中的 Zn 元素结合，减弱基体中的晶格畸变，提升镁合金的热导率。

铝及其合金是工程应用最广泛的结构材料之一。传统的铝合金零件通过铸造、锻造和粉末冶金等方法制造，与这些传统制造过程相关的工具设备增加了制造成本和交付周期。3D打印技术由于为制造设计提供了丰富的自由度而广泛应用于工程零件的制造。现有3D打印技术中，选择性激光熔化（SLM）是发展最为广泛的方法之一。但是SLM工艺中的冶金缺陷如许多裂纹、球化和气孔导致只有有限数量的金属适合该种工艺，且具备满足要求的密度、微观结构和强度。 中南大学粉末冶金研究院李瑞迪研究员和新西兰奥克兰大学、中车工业研究院有限公司等单位合作通过对合金元素进行调控和热处理工艺的探索，发展了一种适用于SLM制备工艺，具有良好抗裂性和高强度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相关论文以题为“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金属材料顶级期刊《Acta Materialia》在线发表。 在该项工作中，研究人员设计了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用雾化合金粉末进行3D打印制备。在没有Si元素的情况下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制备过程中均易发生热裂纹，平均裂纹密度随Mg含量的增加而增大。发现在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能够有效地抑制SLM过程中的热裂纹，同时细化制备合金的微结构，从而提高打印试样的力学性能。 图1：不同成分的打印样品晶粒尺寸和形貌EBSD分析结果：（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。晶体学取向用倒极图（IPF）表示。 图2：Mg和Si元素对试样断裂行为的影响。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉应力应变曲线。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的断口SEM图像。 通过对合金成分的进一步微调，研究人员设计了一种新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。这种新合金具有明显的细化微观组织，由亚微米胞体和胞体中存在的共晶Al3（Sc，Zr）纳米粒子（2-15nm）和粒间Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直径10-100nm）组成。打印试样中形成了高密度的层错和独特的9R相。试样的拉伸强度和延伸率分别达到497MPa和11%。经过时效处理后，试样的拉伸强度达到550MPa，塑性在8%～17%之间。除了固溶强化、晶界强化和纳米颗粒强化外，高密度层错也有助于强化。 图3：不同组分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印样品的细晶区TEM图像：（a1-2）合金4的胞状结构；（a3-4）合金的柱状结构；（b1-5）合金（b2）的胞状结构是（b1）的暗场图像；（b3-4）合金的柱状组织#5；图（a2），（a4），（b2）和（b4）显示了晶间共晶组织；（b5）是SLM-printed Alloy#5细胞的干HAADF图像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相应EDX图谱。 图4：（a）SLM打印合金#5时效前后的拉伸应力应变曲线。曲线“#5”表示打印合金#5；曲线“#5-HT1”表示360℃时效8h的合金#5；曲线“#5-HT2”表示300℃时效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2断裂处拉伸试样的透射电镜显示具有高密度位错和SFs的变形组织。（c）沿[001]方向的变形亚晶中滑移带和滑移方向的HRTEM图像。（d）在（-100）面上用（c）图中标记区域的傅里叶逆变换图像显示出高密度位错。 这项研究成果通过在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精细打印微观组织，获得了无裂纹的打印合金成分。随后通过热处理时效工艺引入高密度层错并细化晶粒，开发出了一种具有低热裂敏感性和高强度的新型铝镁合金。这项工作提供了一种解决和消除SLM工艺中的冶金缺陷的铝镁合金成分设计方法和热处理工艺，推动了SLM制造技术的工程应用。

本成果针对镁合金生产与应用过程中的关键问题，成功开发了镁合金目标 产品的集成应用技术和循环利用技术，打通了目标产品的合金开发、产品设计、 材料加工、产品生产、产品应用和合金废料返回利用的整个技术链条和循环过程。 主要创新成果为：1）发明了一批高品质镁合金。2）开发和发明了高质量铸造产 品高效环保加工技术和成套的型材挤压技术，成功制备了世界上最大规格的中 空型材；大幅度提高了铸件的成品率。3）首次创新开发了 “重质夹杂逆向自净 化”的“反向"过滤技术和成套装备，攻克了过滤精炼能力快速衰减的国际难题。 4）建立了镁合金材料及产品服役性能数据库，开发了专家预测系统及先进的镁 产品开发技术系统，建成了国内外第一个综合性的“镁合金材料替换设计及产品 应用技术开发平台"，解决了镁产品推广应用中新材料和新产品脱节的瓶颈问题。 成功开发了 200余款（种）镁合金及铸造产品、300多种规格高品质镁合金 管型材和两大系列镁合金气体保护熔铸和废镁回收再生装备，已在1000多万辆 汽车得到成功应用，并已成功装备轨道交通工具及军工关键装备上。节能效益非 常明显，创造了显著的经济效益和社会效益。

本项目针对实际生产中存在的铝合金机匣变色、耐磨性不够高等困扰企业多 年的技术难题，经过工艺改进和优化，开发出了纳米尺度阳极氧化新技术，解决 了铝合金机匣变色的技术难题。近5年来，采用纳米阳极氧化新技术处理的铝合 金机匣40余万件，产生直接经济效益1200万元，每年节约成本200万元。同时, 在节能排放方面产生了巨大的社会效益。

项目背景： 超高强汽车用钢具有超高的强度和优异的塑性，是汽车轻量化的理想材料，受到汽车制造行业的广泛关注。根据国家强国战略咨询委员会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，汽车轻量化近期和中期目标为：重点发展超高强钢和先进高强钢技术，实现高强钢在汽车中的应用比例达到 50%以上；重点发展第三代汽车钢和铝合金技术，并推进其产业化应用。因此，在车身结构件上应用超高强钢是汽车行业极具潜力的发展方向之一。然而，超高强钢在使用中还存在较多的应用瓶颈，比如其成形窗口窄、边部开裂、回弹、可焊性差等问题。在所有问题中，回弹最为突出，并且随着强度增加，回弹的倾向和严重程度不断增大。在此背景下，开展针对超高强钢回弹技术的研究，采取有效手段控制回弹，可有效推进高强钢在汽车车身上的应用。 关键工艺技术： 项目的关键工艺技术为：基于组织演变的回弹行为控制技术，即基于超高强钢成形过程中的组织演变与回弹的内在关系，提出回弹行为的控制技术。通过分析超高强汽车用钢在成形过程中的 local misorientation 等微观组织、力学性能和弹性模量的变化，总结影响超高强钢的回弹机理，建立超高强钢回弹预测模型，最终实现超高强钢的回弹行为控制。

大跨径桥梁需采用轻质高强的钢桥，然而钢桥桥面疲劳开裂和铺装层频繁破损每年给国家带来巨大的经济损失和不良的社会影响，如武汉三桥“10年24修”等，属世界性难题。针对这一问题，邵旭东教授成功研发了专用于钢桥面的超高韧性混凝土（STC）材料，攻克了收缩、开裂、疲劳、薄层组合等一系列难题。钢—STC轻型组合桥面能将桥面局部刚度提高40倍以上，延长钢桥面抗疲劳寿命超3倍；钢桥面铺装的难题不复存在。钢—STC轻型组合桥面的使用寿命达100年，远超常规钢桥面铺装5~10年的寿命，初始成本略高，全寿命成本远低于传统铺装。该成果适用于各类新建或改建钢桥桥面。目前在国内桥梁界影响巨大，受到权威桥梁专家的高度评价，获得7项发明专利，颁布了相关地方标准，包括洞庭湖二大桥等20余座大型钢桥已采用此桥面方案。

本成果主要适用于磨损严重的火电厂一次风管弯头及其它磨损严重的弯头。本成果的特点为依据使用时不同部位磨损程度的不同，复合不同厚度的高铬铸铁，以提高其抗磨性，达到均衡磨损，延长使用寿命。此外，由于联接仍为普通钢，因此便于焊接安装，用本成果生产的弯头在火电厂一次风管上应用，其寿命可达2个大修期（6年）且生产成本低（约1.5～2万元/吨）,可广泛用于火电厂及各种冶