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金属凝固控制与精确成形山西省重点实验室
研究方向二:高性能复杂构件精密铸造
高性能复杂构件精密铸造
时间:2019年07月16日 11:50    作者:     点击:

研究队伍

学术带头人:徐宏(教授)

研究人员:党惊知(教授)、刘云(教授)、张国伟(副教授)、毛红奎(副教授)、张文达(副教授)、王宇(副教授)

重点研究领域

(1)高性能复杂构件宏微观凝固模拟

针对兵器、航空航天等薄壁、复杂构件的组织性能差及充型过程不平稳等问题,开展铸件凝固温度场、流场、缺陷模拟及铸件凝固组织微观模拟;用相场法对枝晶生长、共晶生长、沉淀相析出长大等微米尺度以及位错运动、台阶生长、晶界迁移等原子尺度组织演化过程开展模拟仿真研究,真实再现各种微观组织的形成演化过程,揭示其形成的内在机制和规律,为材料微观组织的调控提供技术指导和理论支持。

针对双金属构件的界面原子扩散及相稳定问题,开展双金属材料固液成形界面原子扩散分子动力学模拟研究,研究铁/铜、铝/铁等双金属材料界面扩散行为,探究双金属界面原子的扩散机理;通过扩散模拟预测界面原子扩散距离,预测双金属材料固液成形界面结合强度,实现对双金属材料的界面组织控制。

(2)高强韧铸造合金制备及强化机理

针对兵器、航空航天领域的复杂构件高强韧、耐热、轻量化的性能要求,开展铝、镁、铜等有色合金材料稀土改性技术研究,探究其强化机理;开展铝、镁合金热处理析出强化行为研究,研究稀土对析出相的形核、生长动力学行为及其对铝合金室温和高温性能的影响规律;针对大功率柴油发动机铸件耐热疲劳、高强韧需求,开发蠕墨铸铁材料强韧化及蠕化孕育新技术。

(3)高性能复杂构件先进铸造

针对兵器、航空航天的薄壁、复杂铝镁铸件的力学性能低、尺寸精度差及充型过程不平稳等问题,开展反重力电磁低压铸造、石膏型精密铸造和无模快速制型(芯)技术研究,精确控制复杂构件尺寸精度,提高铸件质量。

针对兵器、船舶的大功率复杂双金属构件的界面结合性能差、耐磨性低等问题,开展双金属构件固液成形技术和增强双金属构件的界面结合强度方法的研究,提高双金属构件的内部质量。

(4)再生铸造合金熔体处理

针对再生铸造合金熔体中气体、非金属夹杂含量高,凝固组织差等问题,开展铝、镁、铜等有色金属深度净化技术研究,研究多场耦合作用对熔体气体和夹杂影响规律;开展铝、镁、铜等有色合金晶粒细化、变质处理技术研究,开发新型晶粒细化剂、变质剂;开展再生铸造金属熔体杂质元素和非金属夹杂有益化技术研究,实现再生铸造合金保级还原高值化利用。

自主开发的铸造装备及应用案例

   

课题组自主开发的双联电磁泵                       课题组自主开发的铝合金净化用电磁泵

 

 

课题组自主开发的铸造模拟软件

 

 

钢/铜双金属铸造构件

 

废铝易拉罐保级还原技术,在肇庆市大正铝业有限公司建立生产示范线