镁、铝合金
一、人才队伍
bv伟德国际1946现有从事镁、铝研究人员45人。其中,具有高级职称的有25人,国外专家5人。博士率:100%,形成了一支以青年教师为主力军的高素质科研队伍!
二、依托平台
先进镁基材料山西省重点实验室、新材料界面科学与工程教育部重点实验室、材料加工工程国家重点学科。
三、研究方向
1. 低成本、高性能镁、铝基材料的设计与制备
方向带头人:张金山 教授
研究内容与目标:基于微合金化的方法,从原子层次对镁、铝合金进行成分设计,构建镁、铝合金凝固过程模型,探讨液态成形条件对镁、铝合金凝固路径、晶粒尺寸以及析出相的影响规律,优化镁、铝合金的熔体铸造技术。提升传统铸造技术的同时,重点研发新型压铸和挤压铸造技术,为未来规模化生产和应用提供技术支持,降低镁、铝合金的材料与制备成本。为热加工做好准备。
2. 镁、铝基材料的塑性成形
方向带头人:梁 伟 教授
研内容与目标:基于镁、铝合金塑性变形过程的有限元模拟,分析应力、应变、温度等对其组织和性能的影响;研究镁、铝合金塑性变形(轧制、挤压等)后的显微组织和力学性能;结合计算模拟及实验结果,揭示微合金化、凝固条件、塑性变形条件对镁、铝合金组织与性能控制机制;探索镁、铝合金板拉深成形性能、成形质量与成形条件的关系,为镁、铝合金板拉深成形同时也为设计和制备适合拉深成形的镁、铝合金板提供理论及实验依据。
3. 镁、铝基材料的连接与表面改性
方向带头人:王文先 教授
研究内容与目标:研究镁、铝合金之间及镁、铝合金与异种材料之间的连接,探讨不同焊接方法及工艺对焊接接头性能及焊缝组织的影响;研究镁、铝合金的疲劳断裂行为,基于表面滚压、表面硬化处理等方法,探索循环载荷下镁、铝合金寿命增强机制;针对镁、铝合金不同的应用领域,采用微弧氧化,表面涂覆、激光、多弧离子镀等对镁、铝合金进行表面改性,研究其在腐蚀介质中的界面行为,为扩大镁、铝合金的使用领域提供理论依据。
四、取得成果
在低成本、高性能镁、铝基材料设计与制备、塑性成型、连接与表面改性三个方向,取得主山西科技进步二等奖1项、三等奖2项。承担省部级以上科研项目50项;发表学术论文200余篇,其中SCI收录100余篇;授权发明专利30余项;出版学术专著3部。
1. 研发出核电站乏燃料贮存格架用大尺寸B4C增强Mg/Al基复合材料板材,该成果获2016年山西省科技进步二等奖。
2. 制备出Al/Mg/Al复合板,通过胀形实验建立起层合板的成形极限图,200℃下复合板成形极限值达到3.1。
3. 采用爆炸焊制备出具有波纹状层界面的镁合金基层状复合材料。
4. 制备出界面结合良好碳纤维增强Mg基材料。
5. 开发出高模量、高强镁基材料,其屈服强度,抗拉强度和弹性模量可分别达到~391MPa,~440MPa和~62GPa,综合力学性能优于当前国内外对PMMCs的现有研究水平。
五、可开展工作
1. 开发新型高性能镁基材料,实现其液态与塑性成形,以及其相应连接技术:
设计与制备高强韧、耐热镁基材料:Mg-Y-Zn-Mn、Mg-Zn-Ca系合金、纳米晶镁基材料;
开展上述镁基材料成形技术研究:铸造、挤压、轧制等
镁基材料的连接与表面改性:镁基材料之间及镁基材料与异种材料间的连接、表面滚压、多弧离子镀、镁基材料构件服役安全行为进行评定。
2. 开发宽幅面Al/Mg/Al复合板、Mg/Cf/Mg复合板。
3. 核电站乏燃料贮存格架用大尺寸B4C增强Mg/Al基复合材料板材
4. 开发高模量Mg、Al基材料
5. 实现镁/铝合金凝固与成形过程中的有限元模拟