【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 金材料控制凝固與控制成形的新原理與新方法；為實(shí)現(xiàn)高性能金屬材料從固態(tài)成形向凝固成形轉(zhuǎn)變的短流程成形方式提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)；在多元高性能鋁合金大型鑄錠及大型構(gòu)件（以鑄代鍛）的應(yīng)用上取得突破，以滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)家重點(diǎn)工程對(duì)高性能金屬材料的重大需求。研究?jī)?nèi)容：強(qiáng)制均勻凝固過(guò)程中的形核機(jī)制與控制原理，溫度場(chǎng)、成分場(chǎng)對(duì)有效形核數(shù)目的影響規(guī)律，有效形核數(shù)目與凝固組織的關(guān)系，有效形核的控制模型；大體積金屬熔體強(qiáng)制均勻凝固過(guò)程中多物理場(chǎng)分布的數(shù)值模擬分析及控制技術(shù)，大體積金屬熔體連續(xù)分散處理、匯聚后整體控制流變成形過(guò)程中各階段的溫度控制技術(shù)；高合金化的大尺寸鋁合金鑄錠和大型鋁合金構(gòu)件的強(qiáng)制均勻凝固控制與成形一體化技術(shù)研究及其初步應(yīng)用研究。承擔(dān)單位：北京有色金屬研究總院、北京科技大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：徐駿，55歲，博士，教授級(jí)高工，北京有色金屬研究總院主要學(xué)術(shù)骨干：康永林，毛衛(wèi)民，張志峰，劉國(guó)鈞經(jīng)費(fèi)比例：％課題三 高性能工模具鋼分散凝固與控制成形的科學(xué)基礎(chǔ)研究目標(biāo)：深入研究典型高合金化工模具鋼材料在分散凝固及直接沉積精密成形模具過(guò)程中所涉及的基本科學(xué)問(wèn)題，建立在多種強(qiáng)外場(chǎng)作用條件下合金液體與周圍介質(zhì)間的傳熱模型、霧化氣體流場(chǎng)與合金液流相互作用過(guò)程模型、合金液流破碎與液滴狀態(tài)變化過(guò)程理論模型，以及坯件沉積過(guò)程中合金組織、缺陷和表面復(fù)型結(jié)構(gòu)的精確控制理論；以先進(jìn)制造業(yè)廣泛應(yīng)用的高性能工模具部件作為典型應(yīng)用背景，開發(fā)建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分散凝固新材料和直接沉積成形模具新工藝的制造技術(shù)原型；突破高質(zhì)量、工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，為在工業(yè)領(lǐng)域獲得實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。研究?jī)?nèi)容：研究雙掃描噴射成形制備大尺寸工模具鋼沉積坯過(guò)程中，沉積坯組織的形成機(jī)理和演變規(guī)律、預(yù)測(cè)方法與控制原理；霧化熔滴“尺寸效應(yīng)”、“疊加區(qū)”對(duì)大尺寸工模具鋼沉積坯內(nèi)部冶金缺陷的影響；熱等靜壓、熱變形等熱加工技術(shù)對(duì)沉積坯組織、缺陷的影響，確定適合噴射成形材料特點(diǎn)的熱加工工藝控制方法；開發(fā)高硬、耐磨、耐氧化、適合于噴射成形直接制造模具的新型工模具鋼，系統(tǒng)研究噴射成形直接成形高性能工模具鋼及精密成形模具的工藝過(guò)程，建立滿足工業(yè)應(yīng)用要求的噴射成形工模具鋼沉積坯及近終形工模具的技術(shù)原型。承擔(dān)單位：北京科技大學(xué)、北京航空材料研究院、北京有色金屬研究總院課題負(fù)責(zé)人：張濟(jì)山，52歲，博士，教授，北京科技大學(xué)主要學(xué)術(shù)骨干：黃進(jìn)峰，張 勇，張永安，朱寶宏經(jīng)費(fèi)比例：％課題四 脆性難加工材料精確控制制備加工的基礎(chǔ)研究研究目標(biāo)：以實(shí)現(xiàn)高硅電工鋼（）、大應(yīng)變磁致伸縮材料FeGa合金等特種高性能脆性材料的高質(zhì)量、高效制備加工，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和高新技術(shù)發(fā)展的需求為目標(biāo)，通過(guò)重點(diǎn)研究脆性難加工材料的韌脆轉(zhuǎn)變機(jī)理、微結(jié)構(gòu)對(duì)合金本征脆性的影響機(jī)理與規(guī)律，以及凝固、成形加工與熱處理過(guò)程中的微結(jié)構(gòu)形成與演變規(guī)律，發(fā)展脆性難加工金屬材料控制凝固與控制成形的新原理與新方法；建立脆性難加工金屬材料微結(jié)構(gòu)的精確控制理論框架，顯著提高脆性材料的低溫與室溫加工變形能力，開發(fā)適合于工業(yè)應(yīng)用的脆性材料高質(zhì)量、高效制備加工工藝技術(shù)原型。研究?jī)?nèi)容：研究合金非平衡凝固過(guò)程中組織形成的基本規(guī)律，晶粒尺寸形狀、晶界結(jié)構(gòu)、有序度等微結(jié)構(gòu)對(duì)材料變形能力、力學(xué)性能的影響規(guī)律；變形和熱處理對(duì)脆性材料中結(jié)構(gòu)有序無(wú)序轉(zhuǎn)變的作用，加工處理過(guò)程中微結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律，提出在變形和加工處理過(guò)程中改善加工性能和織構(gòu)形成的微結(jié)構(gòu)調(diào)控方法；研究材料制備和加工處理微結(jié)構(gòu)變化對(duì)磁疇結(jié)構(gòu)的影響，精確控制磁疇結(jié)構(gòu)的演化，獲得最佳的電磁性能；研究凝固與成形過(guò)程智能化控制基礎(chǔ)理論與專家系統(tǒng)，凝固與成形過(guò)程工藝參數(shù)的精確控制方法與技術(shù)；脆性難加工材料在凝固、變形、熱處理全過(guò)程中的微結(jié)構(gòu)的精確控制理論框架、控制原理與控制方法。承擔(dān)單位：北京科技大學(xué)、廣州市香港科技大學(xué)霍英東研究院課題負(fù)責(zé)人：謝建新，51歲，博士，教授，北京科技大學(xué)主要學(xué)術(shù)骨干：葉 豐，張志豪，高學(xué)緒，張統(tǒng)一經(jīng)費(fèi)比例：％課題五 雙性能材料制備與成形一體化的技術(shù)基礎(chǔ)研究目標(biāo)：研究雙性能材料激光熔化沉積成形一體化制備的關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題，突破雙性能材料激光熔化沉積過(guò)程變形開裂、內(nèi)部質(zhì)量及界面過(guò)渡區(qū)組織性能控制等技術(shù)關(guān)鍵，建立雙性能材料激光熔化沉積制備與成形的一體化控制方法和理論框架，發(fā)展成分、組織性能與形狀尺寸精確控制的雙性能材料及結(jié)構(gòu)的智能化制備新技術(shù)，開發(fā)雙性能渦輪盤、雙性能壓氣機(jī)整體葉片盤等2~3種雙性能高溫結(jié)構(gòu)以及飛機(jī)用鈦合金整體結(jié)構(gòu)，滿足高新技術(shù)發(fā)展及國(guó)防裝備建設(shè)的需要。研究?jī)?nèi)容：多元高合金材料激光熔化沉積制備的分散凝固傳熱傳質(zhì)行為及工藝參數(shù)的影響規(guī)律、凝固組織的形成與控制原理、變形開裂與組織缺陷的產(chǎn)生機(jī)理與控制方法；雙性能高溫結(jié)構(gòu)材料的微觀組織結(jié)構(gòu)表征、高溫下元素?cái)U(kuò)散行為與界面層設(shè)計(jì)理論、組織性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性控制技術(shù)；雙性能材料、大型構(gòu)件激光熔化沉積一體化制備技術(shù)優(yōu)化及智能化精確控制基礎(chǔ)理論與方法；典型雙性能材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。承擔(dān)單位：北京有色金屬研究總院、北京航空航天大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：張永忠，40歲，博士，教授級(jí)高工，北京有色金屬研究總院主要學(xué)術(shù)骨干：石力開，王華明，張凌云，楊膠溪經(jīng)費(fèi)比例：％課題六 金屬材料智能制備成形技術(shù)的基礎(chǔ)研究研究目標(biāo)：突破材料產(chǎn)品傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造模式，發(fā)展一體化設(shè)計(jì)與制造過(guò)程智能化控制的基本原理與基本方法，構(gòu)建材料智能控制凝固與成形加工技術(shù)的基本理論框架，探索智能控制原理與實(shí)現(xiàn)方法，為發(fā)展智能制備成形技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)；開發(fā)2～3種適合于工業(yè)應(yīng)用的材料智能制備成形技術(shù)原型；在制備加工處理全過(guò)程組織遺傳模型的建立、優(yōu)化工藝方案的制定、成分與組織的在線控制、成形過(guò)程的精確控制等方面獲得初步應(yīng)用，為建立現(xiàn)組織、性能和構(gòu)形的智能化控制技術(shù)奠定基礎(chǔ)。研究?jī)?nèi)容：金屬凝固與成形加工工藝與外場(chǎng)參數(shù)組織性能之間的本征關(guān)系、典型缺陷的產(chǎn)生機(jī)理及控制原理；凝固與成形加工過(guò)程中組織性能與光、電、力、聲之間的映射關(guān)系，材料凝固與成形加工過(guò)程行為、理論建模與精確模擬；制備成形過(guò)程組織的遺傳演變與精確預(yù)報(bào)；材料組織性能構(gòu)形的一體化精確控制理論與方法；典型智能制備成形技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理與方法；材料智能制備成形的示范性設(shè)備原型。承擔(dān)單位：北京科技大學(xué)、東北大學(xué)、機(jī)械科學(xué)研究總院課題負(fù)責(zé)人：曲選輝，49歲，博士，教授，北京科技大學(xué)主要學(xué)術(shù)骨干：邸洪雙，張曉明，何新波，曾志朋經(jīng)費(fèi)比例：％四、年度計(jì)劃研究?jī)?nèi)容預(yù)期目標(biāo)第一年（1）非晶形成能力的理論與實(shí)驗(yàn)研究，非晶合金的制備；Ti基等合金熔體凝固過(guò)程中析出相種類、特征和析出相對(duì)液態(tài)金屬非晶形成能力的影響；（2）強(qiáng)制均勻凝固過(guò)程中液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)對(duì)形核與長(zhǎng)大機(jī)制的影響；均勻形核和非均勻形核形核機(jī)制，凝固條件的影響及其控制方法；強(qiáng)制均勻凝固條件下的有效形核模型與工藝參數(shù)優(yōu)化；（3）滿足噴射成形技術(shù)特點(diǎn)要求典型高合金化工模具鋼材料成分的設(shè)計(jì)與優(yōu)化；合金熔體純凈化和成分精確控制工藝研究；（4）、FeGa合金脆性的物理本質(zhì)；合金元素、工藝參數(shù)、外場(chǎng)作用對(duì)合金有序結(jié)構(gòu)、析出相及脆韌轉(zhuǎn)變的作用機(jī)制及影響規(guī)律；低熱導(dǎo)率材料大尺寸棒材控制凝固關(guān)鍵技術(shù)研究；（5）多元高合金材料激光熔化沉積成形工藝、凝固組織形成與控制規(guī)律，有害相的形成與抑制；成形過(guò)程中