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高性能钢（铁）基复合材料
项目简介金属耐磨材料导热性好、耐冲击，在电力、矿山、冶金、建材等行业得到广泛应用。目前常用的高铬铸铁、高锰钢等金属耐磨材料，存在磨损速度快、更换周期短等不足，开发高耐磨铁基复合材料是弥补上述不足的重要途径。本创新成果采用表面铸渗技术，通过设计开发金属基体组成、增强体结构和性能，在保持铸件整体成份和组织不变的条件下，在高铬铸铁、普通碳钢、球墨铸铁等铸件表面形成厚度可控的复合材料耐磨层，可方便地生产衬板、磨辊等耐磨件。该技术突破了以往复合层厚度只能达 3~10mm 的限制，
江苏大学
2021-04-14
性能可设计梯度铁基减摩材料开发
梯度铁基减摩材料主要用于汽车、工程机械、 航空等领域的液压系统关键摩擦副零件的制造，如用于滑动轴 承、齿轮泵侧板、柱塞泵配油盘等典型零件的制造。 本项目针对铁基减摩材料高强度与良好自润滑特性难以共存的矛盾，开发的梯度铁基减摩材料基于致密强化配方设计， 实现基体材料致密高强、高承载目标；基于表层材料固体润滑 技术与孔隙可控设计，利于液-固润滑介质供给摩擦表面，达到 液-固润滑协同作用，改善材料减摩、抗粘
合肥工业大学
2021-04-14
深度多级还原冶炼钛基合金项目
项目涉及的产品是钛基合金，具体包括钛铁合金、钛铝合金以及钛铝钒合金等，其广泛用于冶金、国防、军工、航空、航天以及生物医学等领域。目前，现有的钛及钛合金等钛材的利用流程仍全是高钛渣/金红石-高温氯化-真空还原-精制-海绵钛-破碎-真空熔炼-钛材这一高能耗、高污染的高成本生产工艺。东北大学在国家973、国家自然科学基金以及企业重大科技攻关等项目的联合资助下，针对现有金属热还原法直接制备钛基合金存在的钛氧化物还原不彻底等技术难题，发明了基于喷吹金属蒸气深度多级还原直接冶炼钛基合金的新技术，并突破了其喷吹金属蒸气深度还原装备的技术难题，建成了吨级规模的基于喷吹深度多级还原装备。成功制备出氧含量低于0.6%的低氧高钛铁；氧含量低于0.1%，氮含量低于200ppm的钛铝合金及钛铝钒合金，目前已完成20kg规模的放大试验，建成了吨级规模的基于喷吹深度多级还原核心装备，进入产业化和推广应用阶段。核心成果已获得国家发明专利６项，整体技术及装备水平世界领先。 项目研究形成了从方法-产品-装备的原始创新，突破直接热还原法制备钛基合金的技术难题，实现了钛合金的短流程清洁制备，为国家安全建设和社会经济建设提供了战略物质保障社会经济效益显著。未来5年，我国特种钢精炼用高钛铁合金用量可达30万吨，若投资建立一条深度多级还原直接冶炼低氧高钛铁的生产线，可实现年产量5000吨的规模，其总产值可达2.5亿元以上，年均创造效益约5000万元。建设一条1000吨规模的钛铝基钛合金生产，其总产值可达2亿元以上，年均创造效益约5000~8000万元。因此项目建设将极大地拉动地方经济。
东北大学
2021-04-11
镍基合金焊接材料-LNG焊材
依据焊条在焊接过程中的冶金原理、并根据合金化机理和矿物粉的各自特性，以纯镍丝为焊芯，采用国产原材料研发出反比例配方的镍基合金焊条NiCrFe-9。中国用于9%镍钢焊接的超低温镍基合金焊条全部依赖进口。我国研制的SJTU-ENiCrFe-9镍基合金焊条的工艺性能优于同类国外产品（焊条无发红现象、脱渣容易、熔渣覆盖均匀）；焊条溶敷金属拉伸性能与国外同类产品相当，超低温冲击功平均值高于同类国外产品约40%。
上海交通大学
2023-05-09
高性能铝基合金制备及其应用
本成果为一系列铝基合金材料，包括铝硅合金、铝碳化硅梯度复合材料以及高硅铝合金壳体的成形方法和模具。将铝硅合金粉末和铝基复合材料的板坯直接铺设进行热压烧结，不需要经过冷压成型，减小热膨胀系数，易于控制铝基复合材料层的厚度和形状，确保工艺的可重复。
将铝硅合金与铝碳化硅有机结合，构成具有多层梯度结构的铝硅/铝碳化硅梯度复合材料，一方面利用铝碳化硅复合材料的高强度和高模量，为电子器件提供良好的机械性能，另一方面充分发挥铝硅合金的易加工、可镀覆、可激光焊接等优点，有利于加工成具有复杂形状的封装壳体，为高功率密度电子器件提供封装保护。本成果还提供一种加工模具，可以对高硅铝合金壳体的尺寸进行约束，使得成型后尺寸偏差小，且通过模具设计可以获得不同形状大小的封装壳体，成形后尺寸偏差小，合格率高。
中南大学
2023-08-03
高性能铜基合金及其制备方法
本成果制备的高抗变色金色铜合金金色度高，不含贵金属元素，成本较低，同时加入微量钴，大大提高合金抗脱锌腐蚀性能。通过首创的Cu-Fe合金短流程制备装备及工艺制备出的Cu-Fe合金，经过形变强化、细晶强化以及微米级/亚微米级/纳米级Fe相多尺度协同析出强化等共同作用，使Cu-Fe合金具有高强度、高导电性能。本成果提出一种合金化无氧铜的制备方法，有效解决了现有技术中无氧铜条在进行生产功率模块的热处理工艺时，随着热的输入，晶粒会急剧增大，从而在下一道接合工艺或是与其他零部件接合时发生各种故障问题，进而实现了即使850℃高温时，也可以抑制晶体颗粒增大。
中南大学
2023-08-03
一种新型韧性颗粒强化的铁基非晶基复合涂层
本发明提供一种新型韧性颗粒强化的铁基非晶基复合涂层，以 铁基非晶合金粉末和韧性金属粉末的机械复合粉末为原料，其中铁基 非晶合金粉末由下述元素和不可避免的杂质组成：Cr10.0-17.0； Mo12.0-20.0；B4.0-8.0；C10.0-18.0；Y0.0-5.0；Fe 余量（原子百分比）； 韧性金属粉末可以采用：不锈钢粉末、镍基金属粉末、钴基金属粉末、 铝基金属粉末或铜基合金粉末；该涂层采用超音速火焰喷涂技术制得。 本发明获得的铁基非晶基复合涂层结构致密，孔隙率低，具有较高的 韧性以及与金属基材良好的结合强度。该复合涂层水力及油气田开发 设施、管道运输、船舶甲板等诸多工业领域有着极大的应用前景
华中科技大学
2021-04-13
低成本钒基固溶体贮氢合金
成果描述：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%； 4.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。市场前景分析：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。与同类成果相比的优势分析：低成本钒钛基贮氢合金项目已与加拿大和国内2家企业等企业开展合作，其中拟与加拿大开展合作建立低成本钒钛基贮氢合金生产线。国内正共同开发制氢-贮氢-燃料电池-燃料电池汽车示范工程，钒钛基贮氢合金系统将作为其中重要的一环。
四川大学
2021-04-10
低成本钒基固溶体贮氢合金
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。
四川大学
2021-04-11
镍基高温合金组织结构超声智能评价方法
航空发动机机匣是一种复杂薄壁零件，其加工变形问题是我国航空发动机制造的关键技术瓶颈。机匣毛坯组织结构的均匀性是影响机匣加工变形的主要原因之一。镍基高温合金具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，是航空发动机机匣的主要原料。镍基高温合金铸、锻件组织结构的无损检测与定量评价是实现组织结构均匀性检测与评价的基础，有助于准确判断毛坯制造质量，表征制造工艺改进的有效性，降低机匣加工变形概率。
超声检测具有穿透能力强，灵敏度和分辨率高、可定位和定量检测等优点，在航空发动机大规格高温合金构件制造质量检测领域得到了广泛应用。超声检测信号特征值与材料组织结构变化、二次相或沉淀物的形成相关，具备有效评价镍基高温合金的组织结构的能力。现有镍基高温合金铸、锻件组织结构的超声检测以噪声波高为主要判据，指标简单、阈值设置严格、误判率高，无法适应不断改进的制造工艺。
组织结构超声定量评价技术的核心是确定微观组织特征参数与超声检测特征参数之间的定量关系模型，其本质是以模型待定系数为决策变量，以评价准确性为目标函数的优化问题。超声波在镍基高温合金中传播时，受到晶界、相界、孪晶等复杂组织结构的综合作用，若采用声速、衰减系数、非线性系数等单一超声检测参数对组织结构进行建模与评价，会因信息量的缺失而导致评价误差大；若增加检测参数规模，则会导致所对应优化问题的困难性大幅增加。
本研究以镍基高温合金组织结构定量评价为主要研究对象，围绕如何利用协同进化算法求解定量评价的大规模优化问题、以及如何同时利用多种微观组织特征参数对镍基高温合金进行综合表征展开研究。科研成果为航空发动机机匣镍基高温合金毛坯制造质量检测、评价、性能预测提供技术支持，为制造工艺改进提供数据支持，也可进一步推广至其它高温合金、钛合金等材料中。
南昌航空大学
2021-05-04