作为最终产品的零部件，必须具备较高的综合机械性能，以满足产品使用性能与使用寿命，这就要求选用更好的材料或采用更先进的工艺制造技术以大幅度地提高零部件的强度和韧性。按照材料研究领域的共识，高性能零部件必须具备超细晶粒、高洁净度和成分高均匀性 3 个主要特性，而对新型高性能锻件的研究和开发也必须建立三个前提条件之上，也就是在基本不增加制造成本，尽可能少地利用合金资源与能源，以及基本不降低塑性和韧性。满足以上条件后，可实现锻件的强度增加一倍和使用寿命增加一倍的目标。而达成这一目标的核心理论与

本成果通过复合材料各组分界面性质研究，精密控制复合材料的组分和亚微观结构，从而采用通用的复合工艺，通用工程塑料基材和市售的膨胀石墨和碳纤维，再经过具有自主知识产权的科学处理技术之后，获得具有高电导率和很好力学性能的抗电磁工程塑料。

该技术以 Si、Al 替代 Pb，研制出新型无铅环保硅黄铜合金，优选出合适的低压铸造工艺参数，并开展产品设计，成功制备了新一代环保黄铜水龙头，实现了黄铜制品的“无铅化”，解决了现有的黄铜材料制备工艺复杂、降铅与切削性能难以兼顾等技术难题。本团队制备的环保黄铜水龙头完全“零铅”，析 Pb 量远小于 5μg/L 的相关标准限值，与常用的 HPb59-1 水龙头相比，其拉伸 强度提高 48.8%、延伸率提高 66.7%、综合切削性能提高 7.5%、 耐蚀性能提高 63.6%、良品率高达 85%、制造成本降低 25%以上，整体技术指标达国际先进水平，完全可取代进口产品。 

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。

玻璃钢阀门耐腐蚀性能优异、重量轻，商业化的应用历史已超过 40 年，但迄今市面 所售的玻璃钢阀门皆基于短切纤维制造，耐压能力低、可靠性差，应用领域十分有限。 采用连续纤维增强、耐高温和耐腐蚀树脂基体以及可忽略的孔隙率是我们研制成功的特 种玻璃钢阀门的基本特征，纤维含量超过 60%，无富树脂区，工作范围涵盖低压阀门、 中压阀门和高压阀门（最高承压 100 个大气压），抗腐蚀性超过 316L 不锈钢、钛合金阀 门，成本显著降低，重量不及相同规格金属阀门的三分之一，可在 2000 C 以下的环境中 长期工作。 

1、在世界上独家实现对硬质聚氨酯等普通泡沫板的高效低成本强化，使得相同密度 的这类泡沫板的平压（垂直于板面方向）性能和剪切性能可提高 1 个数量级以上，大大 超过了价格昂贵的 PVC、PEI、PMI 等结构泡沫板（通常在航空航天、风机叶片、豪华游 艇等项目上采用）的对应性能，成本却远远低于后者； 2、对这种强化或非强化的硬质泡沫芯与任意面板（铜、铝、不锈钢、高强钢等金属 板，木材如三夹板，大理石或特种玻璃钢）制成的夹芯结构都能实现整体一次成型，具 有最高的抗分层和抗剥离强度。这种夹芯板具有如下特性： （1）板面平：整张板最长可超过 15m、最宽可超过 3m，夹芯层厚度不受限制，厚度误 差处处小于 0.5mm； （2）外表亮：视觉效果极佳，特种玻璃钢外面板的彩色胶衣面或烤漆铝面板达到镜面， 颜色可任意指定，大理石面板的材质和颜色可按用户要求提供； （3）粘接强：面板与芯板之间采用特殊共固化技术成型，使得无论金属、陶瓷、石材、 特种玻璃钢还是其他材料面板都与泡沫芯结合牢固，具有其它粘接技术难以企及 的界面强度； （4）强度高：采用强化泡沫板制成的夹芯板，无论弯曲强度、抗冲击能力还是抗分层 强度皆超过相同重量的其它泡沫夹芯或蜂窝夹芯板的对应性能； （5）重量轻：夹芯板（30mm 厚）重量最轻可低于 4kg/m2，采用金属面板的夹芯板可低 于 5kg/m2，采用大理石面板的夹芯板可低于 9kg/m2； （6）保温好：由于硬质聚氨酯泡沫具有最低的导热系数，基于强化聚氨酯泡沫芯制成 的夹层板不仅承载能力大大高于其它结构泡沫芯或蜂窝芯夹层板，而且保温性能 远远超过后者； （7）易拼装：可按设计图将金属龙骨、木条等结构件预置在泡沫芯中的任何部位，再 制成夹芯板，用户可采用铆钉、螺栓对夹芯板组合结构进行拼装、连接或弯角过 渡，在夹芯板表面安装挂钩或进行内饰也十分方便； （8）性价高：基于先进的成型技术，本公司夹芯板不仅性能最高，而且成本最低。 这种夹芯板的应用包括但不限于以下领域：冷藏车车体，房车车体，高铁、动车、地铁 车厢车体，建筑外墙装饰，屋顶防雨，建筑隔墙，家具家装，大中巴、特种车车体，移 动别墅，通信基站，移动营房，移动厕所，船舰隔舱，集装箱„。 

  该项目是北京科技大学和重庆钢铁公司的科研合作项目，主要研究开发将控制轧制及控制冷却技术从理论上已经完全成熟的技术结合在线模型对高速线材的组织和性能进行预测和控制的实用技术。利用多元线性回归软件，对轧制工艺参数与性能间的关系进行多元线性回归，以实现根据工艺参数预测轧后性能，最后确定出最优轧制工艺。 本课题的技术关键：为了准确的预测及控制线材的组织在冷却线上的转变，需开发在线的数学模型，根据实际情况调整生产工艺参数，稳定产品的质量。有关高速线材控冷段的数学模型已有文献报道，但这些模型仅用于离线分析，目前还没有见到国内在线模型的报道。国内的一些引进的生产线带有在线的数学模型，但其详细的构造未见报道，重钢高线厂是全国建立在线性能预测的第一条高线厂。

机组功能： 重卷； 分条与切边； 焊引带； 人工检查原料表面质量、取样。 主要技术参数 来料规格 材质：                       不锈钢  σb≤1000N/mm2 板卷内径：                Φ510，Φ610，Φ760mm 板卷外径（最大）：   Φ1350，Φ1600mm 钢板厚度                    1.0～4.0mm 钢板宽度（最大）：   600～1320mm 板卷错层公差：         ≤±2.0mm 板卷塔形公差：         ≤±2.5mm 板卷镰刀弯                ≤10mm/10m 板卷最大重量：         15t 成品规格 宽度（最大）：           600～1300mm 厚度：                       与原料一致 成品卷内径                Φ510mm 成品卷外径：            Φ800～Φ1500mm 成品卷重量:               5.2t 钢卷头尾各焊            3～6m引带  机组参数 机组作业线标高：            +900mm或+1000mm 机组传动方向：                右传动（由开卷侧向机组看，传动在机组右侧） 机组运行速度:                  Vmax=60m/min 穿带速度:                         V=15m/min 机组产量:                          Qmax=6万t/年 机组图：机组特点：适应产品范围大；加工精度高；技术先进，在焊接、张力增强等方面包含自有专利技术。