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鋁及其合金是工程應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料之一。傳統(tǒng)的鋁合金零件通過鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統(tǒng)制造過程相關(guān)的工具設(shè)備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術(shù)由于為制造設(shè)計提供了豐富的自由度而廣泛應(yīng)用于工程零件的制造。現(xiàn)有3D打印技術(shù)中，選擇性激光熔化（SLM）是發(fā)展最為廣泛的方法之一。但是SLM工藝中的冶金缺陷如許多裂紋、球化和氣孔導(dǎo)致只有有限數(shù)量的金屬適合該種工藝，且具備滿足要求的密度、微觀結(jié)構(gòu)和強度。 中南大學(xué)粉末冶金研究院李瑞迪研究員和新西蘭奧克蘭大學(xué)、中車工業(yè)研究院有限公司等單位合作通過對合金元素進行調(diào)控和熱處理工藝的探索，發(fā)展了一種適用于SLM制備工藝，具有良好抗裂性和高強度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相關(guān)論文以題為“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金屬材料頂級期刊《Acta Materialia》在線發(fā)表。 在該項工作中，研究人員設(shè)計了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用霧化合金粉末進行3D打印制備。在沒有Si元素的情況下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制備過程中均易發(fā)生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發(fā)現(xiàn)在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能夠有效地抑制SLM過程中的熱裂紋，同時細化制備合金的微結(jié)構(gòu)，從而提高打印試樣的力學(xué)性能。 圖1：不同成分的打印樣品晶粒尺寸和形貌EBSD分析結(jié)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。晶體學(xué)取向用倒極圖（IPF）表示。 圖2：Mg和Si元素對試樣斷裂行為的影響。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉應(yīng)力應(yīng)變曲線。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的斷口SEM圖像。 通過對合金成分的進一步微調(diào)，研究人員設(shè)計了一種新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。這種新合金具有明顯的細化微觀組織，由亞微米胞體和胞體中存在的共晶Al3（Sc，Zr）納米粒子（2-15nm）和粒間Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直徑10-100nm）組成。打印試樣中形成了高密度的層錯和獨特的9R相。試樣的拉伸強度和延伸率分別達到497MPa和11%。經(jīng)過時效處理后，試樣的拉伸強度達到550MPa，塑性在8%～17%之間。除了固溶強化、晶界強化和納米顆粒強化外，高密度層錯也有助于強化。 圖3：不同組分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印樣品的細晶區(qū)TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結(jié)構(gòu)；（a3-4）合金的柱狀結(jié)構(gòu)；（b1-5）合金（b2）的胞狀結(jié)構(gòu)是（b1）的暗場圖像；（b3-4）合金的柱狀組織#5；圖（a2），（a4），（b2）和（b4）顯示了晶間共晶組織；（b5）是SLM-printed Alloy#5細胞的干HAADF圖像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相應(yīng)EDX圖譜。 圖4：（a）SLM打印合金#5時效前后的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。曲線“#5”表示打印合金#5；曲線“#5-HT1”表示360℃時效8h的合金#5；曲線“#5-HT2”表示300℃時效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2斷裂處拉伸試樣的透射電鏡顯示具有高密度位錯和SFs的變形組織。（c）沿[001]方向的變形亞晶中滑移帶和滑移方向的HRTEM圖像。（d）在（-100）面上用（c）圖中標記區(qū)域的傅里葉逆變換圖像顯示出高密度位錯。 這項研究成果通過在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精細打印微觀組織，獲得了無裂紋的打印合金成分。隨后通過熱處理時效工藝引入高密度層錯并細化晶粒，開發(fā)出了一種具有低熱裂敏感性和高強度的新型鋁鎂合金。這項工作提供了一種解決和消除SLM工藝中的冶金缺陷的鋁鎂合金成分設(shè)計方法和熱處理工藝，推動了SLM制造技術(shù)的工程應(yīng)用。

項目背景：大棒材是直徑范圍為φ70~200 圓鋼，實現(xiàn)控溫軋制是提高鋼材性能、降低合金成本的重要手段。現(xiàn)代化棒材生產(chǎn)線上，根據(jù)工藝需要采用了不同的穿水冷卻設(shè)備布置，以實現(xiàn)控軋控冷功能，但是大規(guī)格棒材因為冷卻速度慢，水冷后內(nèi)外溫差過大，無法實現(xiàn)理想的控制軋制。開發(fā)新型的冷卻工藝及配套裝備，在不影響正常軋制效率前提下，實現(xiàn)大棒材的控制軋制是行業(yè)的難題與期待。關(guān)鍵工藝技術(shù)：控制軋制冷卻：在精軋機組前置線外冷卻裝置，通過空冷時間的控制準確控制軋件在精軋機組內(nèi)的軋制溫度，最大限度第消除軋件內(nèi)外的溫度差，結(jié)合精軋機一定的變形量，使的φ70~200 圓鋼獲得較好的產(chǎn)品機械性能。軋后穿水：將終軋溫度為 800~950℃的大規(guī)格棒材經(jīng)過間斷分布的水冷器，對鋼材實現(xiàn)一定程度的加速冷卻，同時減少表面快冷淬火組織深度，以達到提高鋼材強度、塑性，改善韌性的目的，使鋼材得到良好的綜合性能。

對于鋼角槽一類長材的表面防腐采用吹鍍法熱鍍鋅。存在高污染，產(chǎn)品質(zhì)量差性價比低的問題。本技術(shù)利用機械除銹和環(huán)保熱鍍工藝，采用臥式溢流熱鍍方式，可熱鍍鋅及其合金。自動化程度高、環(huán)保、高效，成本低，質(zhì)量好。工藝流程如下：機械除銹-循環(huán)高壓水洗-表面精整-氮氣保護下感應(yīng)加熱-溢流臥式熱鍍-水冷-收線-包裝。

、成果簡介：（500字以內(nèi)） 聚醚醚酮棒材具有耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、抗老化和機械性能優(yōu)異等綜合性能，其可以在250℃下使用，在電子、汽車、機械、航空航天、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，適于制作高精度，小批量的零部件，特別是我國高鐵列車、大飛機計劃等的啟動，對聚醚醚酮棒材的需求較為迫切，飛機的許多數(shù)量較少的零部件需要聚醚醚酮棒材經(jīng)過機械加工制造。其他領(lǐng)域如汽車、客車、電子等也是如此，許多關(guān)鍵零部件可以采用PEEK棒材通過機械加工等方法制造。目前國際市場對PEEK棒材的需求十分旺盛，

從底層材料設(shè)計出發(fā)制備性能優(yōu)異的可打印氧化鋯漿料，研制快速高質(zhì)量立體光固化打印系統(tǒng)，優(yōu)化脫脂燒結(jié)工藝流程，實現(xiàn)機械性能優(yōu)異、生物相容性極佳、美觀性良好的氧化鋯陶瓷快速、低成本打印制造。 一、項目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡介 制備較低粘度、高固含量的氧化鋯漿料和優(yōu)化的脫脂、燒結(jié)過程成為光固化成型技術(shù)的關(guān)鍵步驟。為解決以上問題，推動增材制造氧化鋯在口腔臨床中的應(yīng)用，申報人團隊從底層材料設(shè)計出發(fā)制備性能優(yōu)異的可打印氧化鋯漿料，研制快速高質(zhì)量立體光固化打印系統(tǒng)，優(yōu)化脫脂燒結(jié)工藝流程，實現(xiàn)機械性能優(yōu)異、生物相容性極佳、美觀性良好的氧化鋯陶瓷快速、低成本打印制造。

本發(fā)明公開了一種電弧增材和銑削加工裝置，屬于電弧增材技術(shù)領(lǐng)域。其包括電弧增材單元和銑削加工單元，所述銑削加工單元包 括銑削加工頭，所述銑削加工單元和所述電弧增材單元相連接，電弧 增材單元包括焊槍、支撐板、滑塊、固定槽、固定板、步進電機以及 絲杠，焊槍一端與滑塊固定，焊槍另一端穿過支撐板的通孔，支撐板 與步進電機相固定，固定板也與步進電機相固定，固定槽與固定板相 固定，步進電機的輸出軸連接有絲杠，絲杠穿過滑塊上開設(shè)的螺紋通 孔。本發(fā)明裝置能一次性進行增材制造和切削加工，使工件的加工精 確滿足使用要求。

項目成果/簡介:本發(fā)明公開了一種棕櫚藤材藤皮藤芯的區(qū)分方法,該方法采用生物解剖方法,每隔一固定距離對藤莖徑向的藤材纖維比量,維管束密度,導(dǎo)管比量和薄壁組織比量進行系統(tǒng)測試,計算,分析和研究,根據(jù)藤材上述解剖構(gòu)造特征的......

該項目通過產(chǎn)學(xué)研用的創(chuàng)新合作，已研制出水下機器人焊接與增材制造系統(tǒng)，可應(yīng)用于核乏燃料池、核構(gòu)件池、核島等強輻射環(huán)境水下焊接與增材修復(fù)，也可以應(yīng)用于海洋資源開發(fā)裝備以及海洋維權(quán)裝備的遠程遙操作水下自動焊接與增材修復(fù)。自動化程度高，水下電弧穩(wěn)定性，在水深壓力作用下仍具備非常優(yōu)異的蓋面搭橋能力，獲得的焊縫成形美觀，接頭力學(xué)性能好。該套技術(shù)裝備已于2016年通過中廣核研究員組織的現(xiàn)場驗收。該技術(shù)成果被科技日報以35項“卡脖子技術(shù)”專題進行了深度報道（第28項），入選劉亞東主編的《是什么卡住了我們的脖子》一書。

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針對煉鐵高爐、煉鋼轉(zhuǎn)爐、連鑄中間包、鋼水包、魚雷罐車等高溫冶金容器及加熱爐、高溫管道等熱力系統(tǒng)設(shè)備的共同結(jié)構(gòu)和負荷特點，綜合利用計算機仿真和現(xiàn)代電測及激光測試分析技術(shù)，開展其在生產(chǎn)過程中的熱行為、變形行為、及強度行為的內(nèi)部機理和外在表現(xiàn)的基礎(chǔ)理論研究，形成了金屬－耐材高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)熱－機械耦合行為的分析方法和設(shè)計理論，并成功地應(yīng)用于300噸鋼包裂紋生成分析及改制設(shè)計，轉(zhuǎn)爐延壽技術(shù)及工藝確定、高爐下降煤氣下降管的塌落事故評估和治理以及轉(zhuǎn)爐等高溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計和行為控制等方面。其中300噸鋼包裂紋生成分析及改制研究工作明確了原有進口大型鋼包裂紋的生成機理及防治方法，并首次將圓弧底和整體小耳軸應(yīng)用于大型鋼包，使新鋼包的各處應(yīng)力分布較為均勻，應(yīng)力水平低，最大應(yīng)力較原有鋼包下降約40％。各種最大應(yīng)力均避開了焊縫位置。焊縫和水口附近的應(yīng)力水平下降了60％－70％。其結(jié)果使鋼包的機械強度指標較原有鋼包有了很大改進，特別是焊縫和水口附近改善明顯。在提高鋼包使用壽命、降低包重、減少維修費用等方面取得了令人滿意的效果，并徹底替代了原有進口鋼包，取得了巨大的經(jīng)濟和社會效益。該項成果現(xiàn)已在寶鋼全面推廣。