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深度轧制技术制备高强度、耐腐蚀和抗疲劳纳米/超微晶金属板材

成果类型:: 新品种,新技术

发布时间: 2023-11-20 10:03:13

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 赵国栋 | 2023-11-20 10:03:13

本项目利用深度轧制技术制备纳米/超微晶金属板材,利用该技术已制备纳米/超微晶304不锈钢、工业纯铁和纯铝、3003铝合金板材。也可利用该技术制备其他纳米/超微晶碳钢、不锈钢和铝合金板材。该技术制备的纳米/超微晶碳钢、不锈钢和铝合金板材与相应的普通金属板材相比,具有高强度(屈服和抗拉强度同时提高,延伸率大于20%)、抗疲劳(疲劳寿命和强度同时提高)和耐腐蚀(均匀腐蚀、点腐蚀和应力腐蚀同时提高)。有望实现金属结构材料(碳钢、不锈钢和铝合金)及其相关设备的轻量化、长寿命、节能和环境友好。深度轧制技术已通过实验室轧机实现,有待于在轧制工艺生产线实现该技术,最终实现纳米/超微晶金属板材的产业化。

制备多种金属材料板材:该技术已成功制备纳米/超微晶304不锈钢、工业纯铁、纯铝和3003铝合金板材。此外,该技术还可以应用于制备其他纳米/超微晶碳钢、不锈钢和铝合金板材,拓宽了材料选择范围。提高材料的力学性能:通过深度轧制技术制备的纳米/超微晶金属板材相比于普通金属板材,具有更高的强度(屈服和抗拉强度提高)和延伸率(大于20%),在力学性能方面有明显改善。改善材料的抗疲劳性能:纳米/超微晶金属板材的疲劳寿命和强度均得到提高。这意味着该技术制备的金属板材在循环加载下具有更好的耐久性和可靠性。提升材料的耐腐蚀性能:深度轧制技术制备的纳米/超微晶金属板材在均匀腐蚀、点腐蚀和应力腐蚀等方面都表现出更好的耐腐蚀性能。这为金属结构材料的使用寿命和使用环境提供了更多保障。实现金属结构材料的轻量化和长寿命:纳米/超微晶金属板材具有较高的强度和优异的机械性能,可以替代普通金属板材,实现金属结构材料的轻量化设计。同时,其提高的抗疲劳性能和耐腐蚀性能可以延长材料的使用寿命。

  1. 航空航天领域:航空航天行业对材料的要求非常高,如高强度、轻量化等,在航空航天发动机、涡轮叶片、结构零件等关键领域中使用新材料。制备出具有更高强度和更轻质量的纳米/超微晶金属板材,可以满足航空航天的应用需求,还能够实现轻量化设计,提高飞行器的作战效能和安全性。

  2. 汽车制造领域:汽车制造行业对材料的要求越来越高,如较高强度、较低密度、较好的韧性,具备纳米/超微晶性能的金属材料也具有在汽车领域的应用潜力。利用深度轧制技术制备的纳米/超微晶金属板材,可实现汽车的轻量化设计和结构优化,提高汽车的整体性能、耐久性和安全性。

  3. 机械装备领域:在现代机械装备中,往往需要具有较高稳定性、耐磨蚀性、抗腐蚀性等特性的材料。利用该技术制备的纳米/超微晶金属板材,表面更加平整、均匀,力学性能得到提升,有望在机械制造领域得到广泛应用。

  4. 建筑领域:建筑领域对各种金属构件的抗腐蚀性要求较高,传统材料往往易受大气污染和湿度影响,生态可持续的新材料需求增加。采用深度轧制技术制备的纳米/超微晶金属板材,其认为性能得到提升,耐腐蚀性能得到明显改善,有望在建筑领域得到应用,提高建筑结构的可靠性和使用寿命。

王胜刚,是磁性材料与磁学研究部硕士生导师。2011年获中国腐蚀与防护学会优秀论文奖特等奖。2003年起,为8个国际学术期刊审稿人; 2005年起,为美国化学会会员; 2011年起,为The Editorial Membership of Recent Patents on Corrosion Science。研究领域(1) 块体纳米晶金属材料制备技术(2) 块体纳米晶金属材料的化学与机械性能(腐蚀、高温氧化,摩擦磨损)(3) 块体纳米晶金属材料的物理性能(力学、热力学)(4) 金属材料物理与化学性能之间的关系及其本征结构表征在BIT’s 1st Annual World Congress of Nano-S&T 国际会议(2011年)中主持分会报告,并在大会中作分会邀请报告。

经济效益:提高金属结构材料(板材)、相关设备与器件综合性能、竞争力和附加值。实现产品轻量化,提高大型设备与器件,如飞行器、船舶、高铁和车辆的有效载荷、(航行或运动)速率和服役寿命。社会效益:节能和减少碳排放、减少由于金属材料腐蚀引起的环境污染,提高产品卫生标准。提高产品服役安全性,减少事故发生。

成果以技术咨询方式进行成果转化:

  1. 寻找合适的合作伙伴:成果的转化需要寻找具备相关专业知识和经验的合作伙伴,能够提供技术咨询服务,并具备落地项目的实施能力。

  2. 目标市场分析:了解目标市场的需求和潜在机会,确定成果转化的目标市场和受众群体。对市场进行细致的调研和分析,以确定技术咨询服务的定位和差异化竞争优势。

  3. 确定技术咨询服务范围:明确技术咨询服务的范围和内容,包括提供哪些具体的技术咨询服务和解决方案。确保技术咨询能够帮助客户解决他们的技术问题、提高项目的效率和质量。

  4. 建立良好的合作机制:建立起与合作伙伴之间的合作机制,包括技术咨询的流程、服务标准、合同协议等方面。确保双方的合作顺畅、透明、互惠互利。

  5. 提供高质量的技术咨询服务:技术咨询服务的质量至关重要。确保团队成员具备专业知识和丰富的经验,能够提供准确、及时、有效的技术咨询支持。定期进行技术更新与培训,以跟进行业技术的发展。

  6. 保护知识产权:确保成果的知识产权得到妥善保护,建立和实施知识产权保护策略。在与合作伙伴签订合同时,明确知识产权的归属和保护方式。

  7. 实现商业化和可持续发展:通过技术咨询服务的商业化,实现经济效益和可持续发展。制定明确的商业化计划和营销策略,确保技术咨询服务的市场竞争力和盈利能力。