"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

随着铝合金结构和机器人自动化焊接的广发应用，研发出适应机器人焊接的新型高强铝合金系列焊丝，可满足机器人长时间焊接作业，送丝流程。通过熔池小冶金，可进一步提高焊缝强度。该技术包括 成熟的配方、生产工艺及生产线二条。

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。

项目简介 一种在钛金属表面制备 Ti-Si-C 涂层的方法，其特征是它由涂层合金粉末片制备和 激光熔覆处理组成。其中，Ti 粉、Si 粉和石墨粉经混合球磨烘干后，在压片机上压制合 金粉末片，且涂层合金粉末片中各组分的原子个数百分比为：Ti 粉 50%，Si 粉 16.7%，C 粉 33.3 %。 产品性能、指标 本发明熔覆工艺性能优良，涂层组织致密，界面结合良好，主要组成相为 α-Ti、TiCx、 Ti5Si3 和 Ti3SiC2，组织为 α-Ti 基体＋

（专利号：ZL 201410820809.9） 简介：本发明公开了一种添加稀土元素提高含硼高熵合金强韧性的方法，属于合金材料技术领域。本发明所述的成分设计思路是在5种或5种以上元素组成的高熵合金中添加摩尔分数0.1～8％的硼元素，并同时联合添加0.1～4％的Y或Ce等稀土元素。稀土元素可提高高熵合金中小原子硼元素间隙固溶强化效果，改善脆性硼化物硬质相的析出含量、形态及分布，从而同步提高含硼高熵合金的强度和韧性。  

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。

迄今为止，用于医疗矫牙的金属材料主要有不锈钢丝、NiTi丝以及β钛合金丝。不锈钢丝太硬，所施加的外力较大，常引起患者矫牙疼痛，因此目前处在淘汰的边沿。NiTi丝虽加力比较柔和，可以使牙齿移动，但较难起到固定牙齿的作用，并且，其中释放出的Ni离子常引起患者的过敏反应。β钛合金丝以其优异的生物相容性以及性能介于不锈钢丝和NiTi丝而被引入到矫牙领域。从目前的使用情况来看，β钛合金丝的优势远远没有被发掘出来，究其原因，一是β钛合金丝全部是进口产品，价格非常昂贵，使其使用率大受限制；二是目前矫牙用的β钛合金丝的牌号完全为工业钛合金牌号，如BetaⅢ和BetaC等，并没有针对矫牙的实际需求进行改进。因此研制出一种国产的更易于矫牙的β钛合金丝已刻不容缓。 改进目前的矫牙用β钛合金丝的思路就是开发具有自主知识品牌的具有超弹性的β钛合金丝，使其既可以取代生物相容性较差的NiTi丝以及价格昂贵的进口β钛合金丝，同时又以其更高的性能来提高疗效和缩短矫牙周期。 采用本发明的工艺过程为：将按照名义成分配好的合金先用电弧炉熔炼成均匀的母合金，然后进行热锻和拉拔，并进行后续表面处理，得到具有一定要求的医用钛合金丝。 该钛合金丝比目前的医用材料性能优异，医疗效果明显。已申请专利：宋西平， “一种弹性模量可调型医用β钛合金”，中国发明专利申请号：200610113509.2，专利申请时间：2006.09.29，专利公开日：2007.03.21

（专利号：ZL 201310128992.1） 简介：本发明涉及一种钛合金表面溶胶凝胶透辉石涂层的方法，属于金属材料涂层制备技术领域。该方法包括：a、称取硝酸钙、硝酸镁、正硅酸乙酯，将上述组分溶入无水乙醇中；b、将上述混合溶液在室温下搅拌，然后陈化；c、依次用酒精、丙酮将钛合金片超声清洗；d、将清洗后的钛合金片浸入步骤b陈化后的溶液中，提拉得到涂层；e、将带有涂层的钛合金片干燥；f、对干燥之后的钛合金片重复步骤d-e的处理5次；g、将步骤

该装置主要包括拱形结构的网状主体和设置于网状主体两侧的固定翼。多孔主体部分设计为拱形结构，分布有规则排列的若干行网状孔，固定部分分布在多孔主体部分的左右两端，并设置有若干个由皮质骨螺钉孔和锁定螺钉孔组成的钉孔对。该装置解决了现有椎管减压术后由于缺乏有效且可吸收的植骨床，无法进行脊柱后柱植骨融合的难题，导致脊柱骨折内固定术后断钉断棒、椎管减压术后脊柱后凸畸形等难题。该装置具有良好的生物相容性、降解性和力学强度。 本发明装置采用网状半圆形拱状设计，首先能够扩大椎管，给与脊髓重复的后方容纳空间；其次，能够予以椎体后方提供坚强的支撑，符合脊柱的生物力学特征。同时所述网状主体部分设有交错并行排列的圆孔，减轻了该装置的整体重量而又不失其本身的力学强度，更为重要的是该网状设计能够让硬膜外血液与移植骨充分结合，发挥最好的成骨愈合作用。