研究方向

1、镍钴金属新材料及先进加工

发布时间:2017-03-16 00:00:00 阅读量: 来源:  作者: 
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主要研究内容有色金属及其合金晶粒细化、镍基合金生产过程关键技术、镍基合金材料焊接及其服役行为。

研究成果:

● 雾化法制备纯镍和镍基、钴基合金粉体材料

在国内最先开展了高压水(气)雾化制备纯镍及Ni基、Co基合金粉体材料的科学基础、生产技术和成套设备研究。主要研究了雾化工艺参数、喷嘴几何形状等对粉末球形度、粒度分布、出粉率等的影响关系。联合金川集团股份有限公司承担完成了国家新材料领域“863”计划项目“镍钴有色金属粉体的研究与开发”,在金川镍钴新产品公司进行了高压水雾化技术与粉末产业化,建成年产镍粉150吨、铜粉200吨的水(气)雾化生产线,雾化镍粉出粉率(-200目)达到85%;研究开发了系列镍基、钴基合金粉体材料,并在兰州理工合金粉末有限责任公司实现产业化。

● 等离子体制备金属纳米粉体技术

利用自行研制的直流电弧等离子体制备纳米粉体装置,成功制备了Ni、Fe、Cu等金属纳米粉体材料,并对金属纳米颗粒的表面进行吸附惰性气体原子、氧化物壳层、有机物壳层和碳包覆等方法的修饰处理,合成核壳结构纳米复合材料。建立了金属纳米粉体生长过程的理论模型,掌握了工艺参数对金属纳米粉的微观结构的影响规律,从新的角度深入探究了结构和性能之间的关系,使各项性能都达到工业化运用的理想状态,为开拓金属纳米材料的实际应用范围奠定了理论基础。

● 镍基合金中非金属夹杂物及其去除技术

研究了镍基合金N6、4J43和Cr20Ni80合金线材中的非金属夹杂物,完善了镍基合金中非金属夹杂物的研究方法;研发了新型的以复合含氧酸盐、氯化钠、柠檬酸钠为电解质的电解液配方,表征了非金属夹杂物的组成、种类、形貌和大小;分析了非金属夹杂物对合金性能的影响;研究了电渣重熔、钢包底吹氩和泡沫陶瓷过滤技术的除气除渣机理。

● 纯镍金属晶粒细化机理研究

通过错配度计算,选择与镍具有较好晶格匹配关系,化学稳定性良好的高熔点稀土氧化物、TiB2和TiC作为纯镍金属细化剂,并探讨了细化机理。从微观组织图可以看出,加入的化合物和稀土氧化物在凝固过程中未被推到固/液界面前沿,并不以夹杂物的形式存在于晶界处,而是作为有效的非均质形核核心被包围在晶粒内部,从而起到细化晶粒的目的。

● 大型复杂截面铝合金型材反向挤压生产的关键技术

优化了铝合金反向挤压生产工艺,解决挤压型材的温度不均,制品粗晶环深度过大的问题。提高了产品研发的效率,降低了研发成本。在高性能网格并行计算平台上通过远程操作,实现难变形合金和复杂型材的可挤性,以模拟最优工艺控制方案为指导进行现场产品试挤压生产。成果获甘肃省科技进步一等奖(2011)。

● 镍基高温合金产品焊件技术

镍基高温合金炉管服役后组织性能变化及其恢复:研究了高温合金炉管晶界和晶内析出相的变化规律,探讨了炉管的不同损伤程度与焊接性的关系,开发出来新炉管与旧炉管的焊接工艺。

提高钢厂炉底辊高温使用寿命的焊接新技术:针对钢厂炉底辊由离心铸造镍基高温合金铸件与普通铸件的焊接接头、普通铸件的焊接接头、普通铸件与端轴部分的焊接接头在使用较短时间内就发生焊接接头整体断裂和表面金属严重脱落等损坏问题,开发了提高钢厂炉底辊高温使用寿命的焊接新技术,使炉底辊使用寿命比原来使用的炉底辊提高1倍,平均达到1年以上。

离心铸造HP-Nb高温合金炉管的焊接技术:针对在合成氨、乙烯生产等石油化工工业中在高温(1200℃)、高压(4MPa)下应用的离心铸造HP-Nb高温合金炉管的焊接接头性能要求非常严格问题,开发了离心铸造Hp-Nb高温合金炉管,离心铸造Hp-Nb高温合金炉管与1Cr5Mo钢法兰连接的焊接技术,利用该技术的焊接接头质量满足用户技术要求和现场使用要求。

● 电爆法制备金属超细粉

开发了电爆法制备金属超细粉技术及设备,研究的制备设备主要技术指标(单台电爆设备)爆炸频率:5Hz,允许丝径:0.1mm~1.2mm可调,产率:1200g/h,能耗:800W,粉末平均粒径:10nm~1μm可调。