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低模量人体植入用β钛合金
目前，在作为人体植入用金属材料的不锈钢系、钴铬合金系和钛系三大系列中，钛及钛合金以其优良的生物相容性、力学适应性、可加工性和在生物环境下的抗腐蚀性在临床上得到了越来越广泛的应用。同样，评价生物医用钛合金也采用以上的性能标准。钛合金的临床医学应用包括：骨科、矫形外科、牙科、口腔医学、以及医疗器械，如介入性血管支架等许多医学领域。在临床应用中，目前广泛使用的钛合金（如Ti-6AI-4V等)的弹性模量虽然较316L不锈钢、钴铬合金等生物医用材料的弹性模量低得多，但其弹性模量仍为骨弹性模量的4-10倍。这种种植体与骨之间弹性模量的不匹配，将使得载荷不能由种植体很好地传递到相邻骨组织，出现“应力屏蔽”现象，从而导致种植体周围出现骨吸收，最终引起种植体松动或断裂，造成种植失败。此外，最近的研究发现，钛合金中的V、Al、Fe、Co、Ni、Cr等元素对细胞的接触毒性较强，生物钛合金中不宜添加此类元素。因此，研制新型低模量的医用β钛合金成为最具有前途的医用植入材料之一。成功研制的新型低模量的医用β钛合金比原来的Ti-6AI-4V等合金具有更优良的性能，更适合作为人体植入用材料。
上海理工大学
2021-04-13
高强韧铸造耐磨材料制备技术及应用
耐磨材料是工业领域破碎和研磨设备中不可或缺的重要消耗性部件材料，2006年全国消耗在摩擦、磨损和润滑方面的资金为9500亿元，而且由于磨损所造成的备件消耗费和设备维修费分别达283亿元和406亿元（2009年中国工程院咨询研究报告）。耐磨材料的服役工况越来越严酷，大型、高效破碎设备要求耐磨材料能承受强冲击和高应力，并能安全、长期服役,针对上述问题，进行了多年深入系统地研究，发现耐磨材料微观组相的磨损机理与磨损工况的内在联系，并揭示了铸造耐磨材料的强韧化是显著提高其耐磨性的有效途径，发明了针对强冲击磨损工况的具有双阴影抗磨效应的铁基表面复合材料结构、制备与铸造成形的一体化技术，发明了通过微量原子置换部分Fe原子的铸造耐磨材料硬质相韧化技术，解决了磨损过程中硬质相强韧性不足而导致耐磨性降低的难题，充分发挥了硬质相的抗磨作用，显著提高了铸造耐磨材料的耐磨性与强韧性。利用上述关键技术发明，与十余家知名耐磨材料企业合作，开发了系列高强韧铁基复合材料、铁基高硼合金以及Fe-C合金的典型铸造耐磨材料产品，实现了规模化生产，产品已通过国家权威部门检测，其强韧性、耐磨性和使用寿命超过国内外同类产品的先进水平。 本项目申请发明专利18项，已授权12项，已广泛应用于相关工业领域，已新增产值10.39亿元，新增利税3.06亿元（近3年为1.94亿元），出口创汇110万美元，具有广阔的应用前景，推动了铸造耐磨材料相关理论和技术研究的进步。获2009年度教育部技术发明一等奖,2010年国家技术发明二等奖。采用本成果的生产企业预计2011年新增产值2.6亿，新增利税6000多万元。
西安交通大学
2021-04-11
高强韧高硼耐磨铸钢工程化应用
本项目立足于我国丰富的硼资源，研制出了以高硬度、团球状且弥散分布的 M2B 为耐磨相的高硼耐磨铸钢；通过控制基体组织，保证了其磨损稳定性；通过解决复合界面控制问题，开发了低成本 高硼铸钢 / 低合金钢双金属复合技术，推动了耐磨材料和重型装备行业的技术进步。项目共发表论文32 篇，授权发明专利 15 项，制订标准 2 项。
北京工业大学
2021-04-13
高强韧高硼耐磨铸钢工程化应用
北京工业大学
2021-04-14
一种低合金高强钢制品的节约型免回火强韧化工艺方法
本发明公开一种低合金高强钢制品的节约型免回火强韧化工艺方法，包含钢材冶炼及成型、高温加热和保温和冷却及等温处理工艺三个步骤，本工艺方法适用于C-Mn系低合金高强钢。与现有技术相比，本发明提供了一种工艺简单、适宜大规模生产且具有良好强韧性配合的低合金高强钢制品的制备工艺，其特点在于从高温下的控制冷却和中断冷却并在冷却终止温度下进行保温的强韧化制造工艺。相对于传统的淬火回火工艺，该工艺简化了淬火获得马氏体和马氏体+贝氏体复相组织，然后再进行回火处理的工艺，相对Q-P-T工艺而言，本工艺具有更适宜于规模化生产的可操作性，简化了由P工艺立即升温到T工艺的过程，使生产更容易操作。
四川大学
2016-10-21
一种牙科用钛合金材料
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。
四川大学
2021-04-11
医用钛合金表面处理新工艺
/space团队研究开发了医用钛合金表面处理新工艺，包括微弧氧化法制备含钙磷涂层和电化学沉积法制备羟基磷灰石涂层。其中微弧氧化法制备的钛合金医用涂层中钙磷总含量超过20at.%，Ca/P接近1.67，涂层与基体结合强度超过50MPa，涂层性能远超高目前临床应用HA涂层与基体的结合强度。开发的医用钛合金电化学沉积羟基磷灰石涂层结合了水热法和电化学沉积法的优点，具有HA生长速度快，涂层形貌可控，涂层结晶度可调等优点。开发的原位合成法钛基复合材料具有制备工艺简单，增强体与基体界面结合良好，增强体在基体中分布均匀，具有可设计性等优点。
上海理工大学
2021-04-10
高强韧金属结构材料的外物理场改性技术
提高金属结构材料的强度和韧性对拓展材料的应用领域具有重要意义，特别对于颗粒增强铝基复合材料，其具有高的比强度、比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀性、低密度、高微屈服强度、良好的尺寸稳定性和导热性等优异的力学性能和物理性能，在航空航天和轨道交通领域有广泛应用前景，是新型结构材料中的新生中坚力量。本项目在掌握了颗粒相设计、复合材料熔体制备、铸造、挤压和热处理工艺的前提下，以低温场和电磁场为加工途径，通过调控低温处理时的降温速度、处理时间、处理温度和循环次数，调控电磁场强度、磁场作用时间等参数，对固溶时效态的
江苏大学
2021-04-14
高强耐磨锡白铜合金
本团队基于传统的“半连续熔炼铸造-塑性变形-热处理”工艺流程进行了工艺优化，研发了高强耐磨锡白铜合金材料，其具有高 强、高韧、耐磨、耐热、耐蚀等优异综合性能。与粉末冶金和真 空熔炼工艺相比，优化后的工艺具有流程短、制造成本低、易于实现大规模工业化生产等特点，攻克了熔炼铸造过程中易成分偏析、热变形过程中材易开裂、热处理过程工艺敏感等技术难题，制备出的材料抗拉强度大于1100MPa、屈服强度大于1000MPa，伸长率大于 5%，处于国际先进水平。该材料还具有优异的弹性和耐 腐蚀性能，弹性模量大于 140GPa，在高温稳定性方面明显优于铍青铜合金，且克服了铍青铜的毒性，是铍青铜的理想替代材料。
华南理工大学
2023-05-09
高导热高强度镁合金及其制备方法
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。
西安交通大学
2025-02-08