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瞄准国家重大战略需求 —“铝”创新功——记国家科技进步二等奖项目“7000系铝合金强韧化热处理技术创新与工业应用”

2014年1月10日,从2013年度国度科技技巧奖励大会上得悉,由北京有色金属研讨总院、西南轻合金有限责任公司、中南大学、西南大学结合申报的“7000系铝合金强韧化热处置技巧翻新与产业使用”名目荣获国度科技进步二等奖。该奖项的获得既是高校和企业结合,瞄准国度战略严重需要,解决行业关键技巧问题所取得的一项优秀结果,也是我国产学研合作取得胜利的又一典范。 2014年1月10日,北京传来喜信,国度科学技巧奖励大会上,我校资料各向异性与织构教育部重点实验室赵刚教学、田妮副教学参与完成的“7000系铝合金强韧化热处置技巧翻新与产业使用”名目荣获国度科技进步二等奖。名目结果如今已片面实现产业化使用,所消费的各种热处置状态的7000系铝合金产物已成为当前我国飞机制造的骨干资料,并宽泛使用于航空航天产业中。基于名目组对7000系铝合金热处置技巧的不竭改良和晋升,7000系铝合金变形加工材实现了高强、高韧、高耐蚀的结合,有效地解决了7000系铝材的品质无法满足国度严重工程和国防需要的问题,打破了外洋对我国关键资料与技巧的封锁,取得了显著的经济和社会效益,具有广阔的推广使用近景。 以实际需要为导向   突破核心关键技巧 高强高韧铝合金作为首要的轻质结构资料,宽泛使用于航空、航天、军事和民用规模,同时它也代表着各国的航空航天技巧水平。随着国际航空航天产业的飞速生长,我国也在大力生长宇航、飞机制造等关系国度战略的首要产业,因而对高强高韧铝合金的需要十分火急,并急需在国内建立一套对高机能铝合金从研制到开发、最后能批量消费的独立自立的完好体系。 目前,新型飞机设计的主导思想是减少油耗、普及飞行速度、添加载重量,以便普及战术机能和经济效益。因而,在结构设计上尽量要求加重机体品质,在选材方面一般选用高比强度的资料,在飞机用铝材中,7000系超高强铝合金以其比强度高、耐蚀性和成型性好、成本低廉等优势一直占主导地位。 此名目的负责人之一—我校资料各向异性与织构教育部重点实验室赵刚教学告知记者,目前,飞机机能不竭普及,飞机的设计开始向“毁伤容限”标的目的生长。因而航空航天对7000系超高强铝合金的要求是不只具有高的强度,同时还具有高的韧性和耐蚀性。据该名目负责人之一田妮教员先容,几十年来,7000系铝合金作为飞机结构资料,在运用方面存在的最大问题是应力腐蚀开裂,解决这一问题的主要方法除了成分把持外就是用热处置方法改善资料的机能。因为热处置对固溶时效强化的7000系铝合金机能的影响极大,该系铝合金的机能始终伴随着热处置工艺的开发和改良而晋升。我国早年在热处置技巧方面,主要是向苏联深造,但是随着对高机能铝材的需要越来越高,热处置工艺的自立翻新成为我国必须攻克的难题。 “以T77双级时效热处置技巧为例,美国早已研发出来,但截至目前产业化的T77处置工艺仍未公开。因而,我国必须安身于自立技巧翻新,能力在高强高韧铝合金研发及其大规格资料的产业化消费方面立于不败之地。”赵刚教员在谈到外洋对我国高强高韧度铝合金加工技巧的封锁时,如许先容道。 面对如许严峻的现实,在国度科技撑持计划、国度863计划等名目资金的撑持下,名目组围绕7000系铝合金强韧化热处置的理论与技巧开展了片面的翻新研发工作,我校的赵刚教员、田妮教员在名目组中主攻“热处置”技巧的实验室研发以及企业使用理论,通过深入西南轻合金有限公司等企业充足调研和分析,赵刚教员凭借30几年来在高机能铝合金规模的学术沉淀,事必躬亲,结合消费实际举行研讨,“有的时候,需要屡次重复试验,能力得出比较合意的实验了局。在实验室涌现误差其实不可怕,如果在企业消费现场使用时涌现问题,那将会形成无法弥补的损失。”赵刚教员本着对企业负责、对科研精益求精的态度,精打细算地举行着科学攻关。 科学有险阻,苦战能过关。经过不竭地攻坚克难,赵刚、田妮教员负责的高机能铝材研发课题组最终从两个方面突破了7000系铝合金强韧化热处置的关键与核心技巧:开发了适用化的铸锭双级和多级平均化退火处置新技巧、变形加工材多级固溶热处置新技巧;开发了适用化的T77、T76和T74双级过时效热处置技巧,与外洋现有工艺相比,该T77处置工艺具有更宽的高温回归处置时间窗口、适用于更大厚度制品三级时效热处置的新技巧;建立了完好的、包括铸锭双级/多级平均化退火处置等在内的7000系铝合金强韧化热处置技巧体系,晋升了我国在高机能铝材热处置规模的自立翻新能力。 以“适用”为目的  实现片面产业化使用 新合金资料的研制不克不及仅仅停留在实验室里,最首要的是要可以

呐喊在产业化消费前提下举行批量消费。近20年来,我国高强高韧铝合金的研讨一直跟随着国际水平,如我国研制出了新型超高强度7000系铝合金,其抗拉强度达700MPa以上,比来研制出的7055-T77合金锻件和挤压件的样件技巧指标均已到达了美国标准。然则,咱们的合金研制虽然到达了外洋水平,但是咱们的热处置技巧还很落伍,在热处置的消费工艺方面处于比较集约的状态,与外洋相比有着较着的差距。谈到7000系铝合金强韧化热处置技巧在企业的片面使用,赵刚教学不无感慨:“高校要想在使用研讨方面出成就,必然要安身解决企业实际问题,让技巧真正去解决消费第一线需要的实际问题,是咱们的初衷。基于‘适用化’的目的,咱们总是创造前提在实验室中模拟企业的消费现场,以确保研发出来的工艺可以

呐喊在企业立刻投入消费,符合我国企业的实际需要”。 高校和企业的结合,要间接解决企业面临的实际窘境,办事行业、办事区域的生长需要。谈起我国高机能铝材消费企业面临的窘境,田妮教员说道:“因为受设备影响,咱们的消费工艺比较原始和粗糙,高强高韧铝合金产物上的表现是结构不洁净、含气量高、断裂韧性偏低、晶粒粗大、厚壁产物的各向异性把持较差、部分产物预拉伸或预压缩后仍残存有较大的内应力、产物质量的稳定性和机能的均一性差,因而咱们必须要解决铝材的品质赶不上国度严重工程和国防需要的问题。”因为在加工过程中资料综合利用率低,我国铝材企业在熔铸消费率、锭坯加热效率、产物综合成品率等方面与外洋差距巨大。统计表明,我国铝加工材成材率约比外洋低10%摆布,铝加工材综合成品率为70%,多年来平均设备利用率约为50——60%。 为了使这种情况失掉根本转变,赵刚教学率领课题组立志要破解“科研结果出不了实验室”的问题,擅权地研发可以

呐喊实际使用到企业一线消费的多级平均化退火工艺,这项工艺先举行常规温度处置后升温至更高温度保温必然时间的平均化处置,使残留非平衡相和时效强化相最大限制地平均地固溶到基体中,包管固溶处置后固溶体的浓度,从而普及时效强化效果。经过3年多的产业化消费理论检讨,相关企业累计对超过12000吨的7000系铝合金铸锭采用我校赵刚、田妮教员等研发的双级/多级平均化退火处置新技巧举行平均化退火处置,铸锭的微观结构抽检合格率到达100%。同时,采用多级固溶热处置新技巧、以及铸锭平均化退火处置制度与固溶热处置制度的优化婚配后,对西南轻合金等企业消费中超过11000吨的7000系铝合金变形加工材举行了固溶热处置,其微观结构抽检合格率到达100%。在比来三年,在企业中对超过11000吨的7000系铝合金变形加工材举行了相应人工时效热处置,采用了系列化的人工时效热处置新技巧后,7000系铝合金变形加工材获得了丰盛多样的“强度-延误率-抗应力腐蚀机能-断裂韧性-抗疲倦机能”婚配,完全可以满足不同用户、不同运用场所对资料综合运用机能所提出的不同要求。 数十年磨一剑  科研征程勇往直前 在谈到这次“高强高韧化铝合金”研讨名目获得国度科技进步二等奖的感受时,赵刚教学说道:“之以是取得如许的成就,首先是因为我几十年的精力都献给了铝产业研讨,我对高机能铝材制备的理论和技巧有着深沉的感情;第二是因为我对这项研讨感兴趣,如果概况起来,就是六个字:有感情,有兴趣。任何一个课题,之以是可以

呐喊获奖、出结果,都是要阅历十几年、以至几十年的沉淀,绝不会一蹴而就。这次可以

呐喊获奖,是十年磨一剑辛勤汗水的结晶,也是耐得住寂寞潜心研讨的了局。” 翻新无止境,前路任更重。当提到下一步的工作目的时,赵刚教学说:“铝产业还有更艰难的任务等着咱们去做。咱们的国度要生长大型客机、要上第四代战机,这些都对铝材提出了新的更高的要求。以是如今咱们面临着新一轮的挑战。咱们西南大学作为原来的冶金部部属黉舍,在金属资料方面有着本身的特色,从冶炼到加工及热处置,可以实现学科集成,突破核心技巧,解决国度严重工程问题。”爽朗、老练的田妮教员谈到对未来的展望时,她说:“几年来在赵刚教员手把手的指导下,学到了脚踏实地的科研精神,本身所在的高机能铝材名目组还会有年轻人加入出去,这支队伍将在原有的基础上更加强盛,以是感觉身上的担子更重了。今后要明确本身的研讨标的目的,并擅权于高强高韧性铝合金这一规模,争取为企业消费第一线解决更多的实际问题。”咱们期待着赵刚教员、田妮教员以及他们的科研名目组可以

呐喊为国度的下一个严重需要交上更圆满的答卷。