本发明的一种用于 FCB 法大线能量埋弧自动焊的高强度、高韧 性药芯材料，用于细化焊接热输入量大于 150KJ/cm 以上焊缝金属的晶 粒，提高焊缝金属的强度与韧性。药芯焊丝材料是用 SPCC 市售钢带， 包覆各种合金粉。包覆的各种合金粉为：硅钙合金，电解锰，钒铁， 钛铁，氮化铬，钼铁，氧化物稀土铈，雾化铁粉。本发明用 Ti、V 的 氮化物与 Ce 的硫化物作为细化焊缝金属的质点，拖拽奥氏体晶界的迁 移和晶粒长大，细

材料特点：轻质、比强度高、能量吸收性能好、好的电磁屏蔽性能，优异的隔音/吸声性能及多功能兼容，实现了结构材料的轻质多功能化。该类材料在民用和军用领域有着广泛的应用前景。 铝基泡沫的应用：隧道中的音屏障、公路的隔音屏障、飞船返回舱、导弹弹头防护、轻武器的消音器等。

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。

"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

该合金是在ZL205A合金成分基础上，通过微合金化与变质处理后获得, 制备方法简便，工艺简单，便于操作。该合金具有密度小、比强度高等特点,延伸率比未变质合金分别提高11%和70%，而屈服强度基本没有变化，同时具有更高的室温塑性，可广泛应用于航空、航天、汽车、机械等行业。随着现代工业及铸造新技术的发展 ,对铸造铝合金 ,尤其是具有特殊性能 ,如具有高强度、优良的耐磨性和耐腐蚀性的铸造铝合金 ,需求量越来越大。 主要性能指标：1. 抗拉强度为：450～480MPa；2. 延伸率为7～11 %；3. 屈服强度=330～350 MPa；室温塑性：变形200%完好无损，变形300%时出现开裂。

研制一种振动式电脉冲沉积装置，可以在空气中直接在金属及合金表面沉积厚度达100mm的铝化物微晶涂层。涂层表面光滑，具有微晶结构，涂层与基体具有冶金结合。涂层具有优异的抗氧化、抗硫化性能和耐磨损性能。操作简便，既可以手工操作，也可以实现机械化涂覆。在Cr5Mo、Cr9Mo及不锈钢表面沉积了厚度达100mm的铝化物微晶涂层，具有优异的抗氧化、抗硫化性能和耐磨损性能。可获得厚度达100mm的铝化物微晶涂层，具有优异的抗氧化、抗硫化性能和耐磨损性能。可以在空气中直接涂覆。

微弧复合处理（MCC）技术将不需前处理的微弧氧化与静态防护性能优异的有机物涂装技术相结合，在铝、镁合金表面制备具有高性能、多用途的陶瓷有机复合涂层，性能明显优于单一微弧氧化或传统涂装工艺。围绕该技术，项目团队近年来主持国家自然科学基金、国家攻关、“863”技术及国际合作重点项目二十余项。

微弧复合处理技术原理：微弧氧化陶瓷层的多孔结构, 易与多种材料结合形成复合膜层，提供多元化的功能，展现出陶瓷层作为“过渡处理层”的优越性。微弧复合处理工艺优点（以微弧电泳为例）：微弧-电泳工艺相对于传统电泳工艺处理工序减少了6道，缩短处理周期，并避免大量废水的排放。主要指标：复合膜层附着力好、耐蚀性优异、满足产品颜色需求等。应用状况：研究团队目前有涉及材料学、自动控制和电力电子专业的研究人员组建了专门的研究基地，已完成微弧氧化设备与

项目简介 一种复合微合金化的高锰铝青铜及制备方法，其特征在于它包括：锶（Sr） （0.012∼0.047%），钛（Ti）（0.028∼0.073%），硼（B）（0.006∼0.015%）和余量为高锰铝 青铜。它的制备工艺流程为：将高锰铝青铜熔化后，依次加入 Al-Sr 中间合金和 AlTiB 中间合金；待全部熔化后，加入淸渣剂，接着通入高纯氮气精炼；最后倒入浇包，静置 后除渣并浇铸成锭即得本发明的锶、钛和硼复合微合金化的高锰铝青铜。 产品性能、指标 本发明具

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。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.060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。