找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1157|回复: 0

[材料资讯] 吴国华课题组新型高性能轻质镁稀土合金材料用于新一代直升机

[复制链接]

10

主题

20

帖子

26

积分

新手上路

Rank: 1

积分
26
发表于 2019-10-10 08:59:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
在今年10月1日国庆70周年大阅兵中,我国新一代直升机首次在天安门广场上空亮相。该飞机属于我国航空重大装备,是实施空中突击的主力,已成为我国直升机发展史上新跨跃的标志,被誉为“高原之王”。将成为我国未来通用直升机装备的主力,对国家战略安全具有重要意义。

直升机

直升机
       材料学院吴国华教授课题组所在的轻合金精密成型国家工程研究中心,在中心主任丁文江院士的领导下,自2007年始,负责该新一代直升机关键部件的轻量化研究,历经十余年,开发了新型高性能轻质镁稀土合金材料,突破了一系列成形技术瓶颈,研制成功了关键复杂承力部件,填补了新一代直升机用高强耐热镁合金材料空白,减重30%以上,轻量化效果显著,并已实现批量稳定制造,满足了国家战略需求,受到相关部门的高度评价。为新一代主战武器装备的轻量化做出了重要贡献。
       当前,我国航空航天、轨道交通、汽车等领域对材料轻量化都提出了迫切需求。就航空器而言,材料轻量化带来的经济效益和性能改善十分显著。商用飞机与汽车减轻相同重量带来的燃油费用节省,前者是后者的近100倍;而战斗机的燃油费用节省又是商用飞机的近10倍,更重要的是其机动性能改善可以极大地提高其战斗力和生存能力,具有重要战略意义。
       与铝合金、钢铁等结构材料相比,镁合金具有更加优越的轻量化潜力,发达国家非常重视高性能镁合金的开发与应用,如美国B-36轰炸机使用了8600kg镁合金零件。镁合金具有密度小,比强度比刚度高,导电导热性能好,减震与电磁屏蔽能力强,容易加工,无污染无毒性,可回收利用和环保等特点,被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。许多国家将其视为21世纪的重要战略物资,提出了若干重大研究与开发计划。因此,认识且重视镁合金的开发与利用,意义深远。
       20世纪30年代,人们发现轻稀土元素的加入可以大大提高镁合金的综合力学性能,从而开启了镁稀土合金材料研究的序幕。我国具有丰富的镁资源和稀土资源,这使得我国在研究镁稀土合金方面具有一定优势,有助于开发出具有中国优势资源的高性能轻质镁稀土合金材料,必将对镁合金材料及稀土材料的发展起到一定推动作用。因此应充分利用我国优势镁与稀土资源,发展具有独立自主知识产权的高性能镁合金材料、制备与成形加工技术和应用技术,解决现有镁合金强度低、耐热性差、成型性差的技术难点,实现相关装备关键部件的材料替代和减重目标。
       近十余年来,在国家一系列重大科研项目支持下,轻合金精密成型国家工程研究中心利用我国镁与稀土优势资源,发展了具有自主知识产权的高性能航天航空用新型镁合金材料、制备、成形加工技术和应用技术,攻克了现有镁合金强度低、耐热性差、成型性差的技术难题,科研成果处于国际领先水平。


       稀土镁合金泛指含有稀土元素(rare earth)的镁合金。镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点,在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场,特别是在全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下,镁的资源优势、价格优势、产品优势得到充分发挥,镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。面临国际镁金属材料的高速发展,我国作为镁资源生产和出口大国,对镁合金开展深入研究和应用前期开发工作意义重大。然而普通镁合金强度偏低、耐热耐蚀等性能较差仍然是制约镁合金大规模应用的瓶颈问题。
      大部分稀土元素与镁的原子尺寸半径相差在±15%范围内,在镁中有较大固溶度,具有良好的固溶强化、沉淀强化作用;可以有效地改善合金组织和微观结构、提高合金室温及高温力学性能、增强合金耐蚀性和耐热性等;稀土元素原子扩散能力差,对提高镁合金再结晶温度和减缓再结晶过程有显著作用;稀土元素还有很好的时效强化作用,可以析出非常稳定的弥散相粒子,从而能大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力。因此在镁合金领域开发出一系列含稀土的镁合金,使它们具有高强、耐热、耐蚀等性能,将有效地拓展镁合金的应用领域  。
      
       吴国华,男,1964.7出生,博士,上海交通大学教授,博士生导师。上海市优秀学科带头人,韩国机械与材料研究院高级访问学者。上海交通大学材料学院院长助理,上海航天先进材料及应用技术联合实验室主任,轻合金精密成型国家工程研究中心副主任,材料能量场研究室主任。 2000年8月获华中科技大学材料加工专业博士学位,2002年5月上海交通大学材料学院博士后出站。全国镁合金材料与应用技术专业委员会副理事长、中国铸种铸造及有色合金技术委员会委员、全国铸造材料及工艺专业委员会委员、全国消失模铸造专业委员会委员、全国热成形标准技术委员会委员。“Transactions of Nonferrous Metals Society of China ”杂志、“China Foundry”杂志、“中国有色金属学报”杂志、“铸造”杂志、“特种铸造与有色合金”杂志、“铸造设备与工艺”杂志编委。近几年,已主持或参与国家973计划课题、国家航天重大专项、国家航空重大专项、国家863计划、国家发改委新材料示范工程、国家十五攻关计划、国家十一五科技支撑计划、国家自然科学基金、上海航天基金等科研项目40余项。获国家及省部级科技奖励6项。在国内外重要刊物上发表学术论文150余篇。作为第一发明人已授权国家发明专利20余项。教学研究成果“《材料加工原理》课程改革与探索”获上海市教学成果一等奖。主要研究方向为:高性能轻合金材料开发、液态精密成型、半固态成型、材料绿色制备。

  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-29 17:34 , Processed in 0.090892 second(s), 42 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表