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一种耐磨铝基复合材料的制备方法
实质审查的生效专利号: CN118385605A
申请人: 东南大学
发明人: 薛烽;周政;李冠震;胡观志;彭金宝
申请日期: 2024-03-28
公开日期: 2024-07-26
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明公开了一种耐磨铝基复合材料的制备方法，铝基复合材料由AlSi10Mg和TiC组成，通过激光选区熔化技术将混合粉末材料打印在基板上，最后进行切削加工制备而成。制备方法包括如下步骤：制备耐磨铝基复合材料混合卫星粉末，微米的AlSi10Mg粉末和纳米的TiC粉末通过球磨机低能球磨制备而成；对铝基板进行酒精清洗，去除氧化物和油污；使用激光选区熔化设备SP100在铝基板上按照激光能量密度40J/mm<supgt;3</supgt;、层间旋转角为67°进行增材制造；每层粉末在激光作用熔化后快速冷却，逐层实现增材制造。本发明提供的耐磨铝基复合材料轻质耐磨、硬度高、且提供的制备方法生产效率高，制备的耐磨铝基复合材料可很好地应用于航空航天部分零部件中。
主权项:
1.一种耐磨铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、制备由AlSi10Mg和陶瓷颗粒通过球磨机低能球磨而成的卫星粉末颗粒；球磨转速为400rad/min，球料比为1：1，球磨时间为3～4h；步骤2、取卫星粉末颗粒在激光选区的基板上逐层铺粉并利用激光作为热源将粉末熔化成熔滴，在保护气氛下冷却凝固，按照设定形貌和层数进行增材制备，形成耐磨铝基复合材料。
一种轻质高强高熵合金材料及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118441188A
申请人: 有研工程技术研究院有限公司
发明人: 闫宏伟; 柳睿; 熊柏青; 张永安; 李志辉; 李锡武; 闫丽珍; 李亚楠; 温凯; 刘红伟; 肖伟; 祝楷; 高冠军; 石国辉; 李颖; 于明洋
申请日期: 2024-03-28
公开日期: 2024-08-06
IPC分类:
C22C30/00
摘要:
本发明属于轻质高强金属材料技术领域，具体涉及一种轻质高强高熵合金材料及其制备方法。所述轻质高强高熵合金材料按质量百分比计包括以下成分：Al 2.0～5.0wt.％、Nb 25.0～35.0wt.％、Ti 30.0～46.0wt.％、V 13.0～18.0wt.％、Zr12.0～16.0wt.％，其余为不可避免的杂质。本发明所述合金材料针对当前轻质高熵合金密度较高、比强度不足、强塑性匹配难等问题，提出了一种轻质高强高熵合金材料及其制备与热处理方法，该合金具有密度低、强塑性匹配好等特点，所述合金材料的密度＜5.6g/cm3、屈服强度＞950MPa、压缩断裂强度＞1100MPa、压缩塑性＞25％，可为未来航空航天、交通运输等领域高端装备发展提供轻质、高强、兼顾强塑性匹配的理想材料。
主权项:
1.一种轻质高强高熵合金材料，其特征在于，所述轻质高强高熵合金材料按质量百分比计包括以下成分：Al 2.0～5.0wt.％、Nb 25.0～35.0wt.％、Ti 30.0～46.0wt.％、V13.0～18.0wt.％、Zr 12.0～16.0wt.％，其余为不可避免的杂质。
一种Ta-W-Re-Hf-C超高温合金及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118186245A
申请人: 西安交通大学
发明人: 李苏植; 谭雨茜; 薛敏涛; 李金阳; 丁向东; 孙军
申请日期: 2024-03-15
公开日期: 2024-06-14
IPC分类:
C22C1/10
摘要:
本发明提供了一种Ta?W?Re?Hf?C超高温合金及其制备方法。以Ta颗粒，W颗粒，Re颗粒，Hf颗粒和C粉作为原料，在真空感应电磁悬浮熔炼炉内制备了Ta:85～90wt％，W:10～15wt％，Re:0.5～1wt％，Hf:0.5～1wt％和C:0.01％～0.025％的超高温合金，并通过锻造和真空高温退火的方式进一步提升材料性能并使材料均匀化。制备得到的Ta?W?Re?Hf?C超高温合金为BCC结构，其中Ta?16W?1Re?0.7Hf?0.025C室温拉伸测试中的伸长率超过10％，同时屈服强度σ0.2为857MPa，抗拉强度高达1024MPa；在2000℃高温压缩测试中的屈服强度为210MPa，具有优异的高温强度还能保持良好的室温塑性和室温强度，该体系合金有望作为航空航天工业和高温技术领域的新型超高温结构材料，同时可以通过塑性变形加工和热处理等手段实现结构件的广泛应用，具有较大的发展和应用潜力。
主权项:
1.一种Ta-W-Re-Hf-C超高温合金的制备方法，其特征包括以下步骤：步骤1：按质量百分比将82～84％的Ta颗粒，14～16％的W粉，0.5～1％的Re粉，0.5～1％的Hf颗粒和0.01％～0.025％的C粉混合均匀得钽合金原料；步骤2：使用真空感应电磁悬浮熔炼炉进行熔炼，打开冷却水，打开放气阀开启真空感应悬浮熔炼室，将钽合金原料置于坩埚后放入真空感应电磁悬浮熔炼炉炉膛，关闭真空感应悬浮熔炼室并关闭放气阀，控制炉内气压降低至3×10-3Pa后，再冲入高纯氩气，当炉内气压达到0.01～0.02MPa时，加热熔炼样品，熔炼温度3000℃～3200℃，反复熔炼3-5次后，冷却至室温后取出样品；步骤3：将熔炼好的样品在氢气氛围保护下加热到1400℃后锻造成原长度的30～40％，而后放置于真空度为5×10-3Pa的高温炉中，以10℃/min的加热速率加热至1700℃～1800℃保温1小时对样品进行退火，之后随炉冷却至室温得到Ta-W-Re-Hf-C超高温合金。
考虑氢影响效应的镍基高温合金的疲劳寿命预测方法
实质审查的生效专利号: CN118171523A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 余子腾; 张宏建; 崔海涛; 王吉福
申请日期: 2024-03-13
公开日期: 2024-06-11
IPC分类:
G06F119/14
摘要:
本发明公开了一种考虑氢影响效应的镍基高温合金的疲劳寿命预测方法，包括如下步骤：1)镍基高温合金充氢前后的低周疲劳试验；2)建立了考虑微观变形机制的晶体塑性本构模型和多晶代表性体积单元模型；3)基于累积损伤理论，并考虑氢影响的疲劳寿命损伤，建立了考虑氢影响因素的裂纹萌生寿命预测模型；4)模型验证，通过对充氢前后以及不同载荷工况下的低周疲劳寿命进行仿真分析，并与试验结果对比。本发明能够对镍基高温合金不同充氢效果和不同载荷工况下的低周疲劳寿命进行预测，并且所需参数可根据材料普通疲劳数据得到，不用设计另外的试验进行参数拟合，具有重要工程实际意义。
主权项:
1.一种考虑氢影响效应的镍基高温合金的疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：对镍基高温合金试验件，设置不同的充氢状态和不同的载荷工况，获取镍基高温合金试验件的低周疲劳寿命；基于晶体塑性本构模型和Voronoi多边形建立多晶代表性体积单元模型，来表征镍基高温合金的微观变形机制；基于累积损伤理论，考虑局部变形的影响对材料裂纹萌生的作用，建立考虑氢影响因素的裂纹萌生寿命预测模型；利用不同的充氢状态和不同的载荷工况，获取的镍基高温合金试验件的低周疲劳寿命对所述考虑氢影响因素的裂纹萌生寿命预测模型进行模型验证，在模型验证通过后，得到最终的考虑氢影响因素的裂纹萌生寿命预测模型。
一种低成本共析元素添加的激光增材制造专用钛合金
实质审查的生效专利号: CN118127377A
申请人: 长安大学
发明人: 张凤英; 叶梓萌; 余泽镕; 张恒鑫; 赵可馨; 孙志平; 艾诚
申请日期: 2024-03-12
公开日期: 2024-06-04
IPC分类:
B33Y70/00
摘要:
本发明公开了一种低成本共析元素添加的激光增材制造专用钛合金，由以下质量百分含量的成分组成：Al 5.7％～6.6％，V 3.7％～4.3％，Ni0.6％～3.1％，Mo 1.4％～1.9％，Fe 0.18％～0.26％，余量为Ti和不可避免的杂质，且钛合金的凝固温度区间ΔT＝526K～572K，该钛合金由激光增材制造方法制备得到。本发明通过在钛合金中添加溶质元素，结合采用激光增材制造方法成形，显著增大凝固温度范围，促进细小等轴晶组织的形成，实现钛合金晶粒晶内协同调控，使得钛合金获得优良的强度及塑性综合力学性能，适用于航空航天、飞行器、深潜器零部件等领域。
主权项:
1.一种低成本共析元素添加的激光增材制造专用钛合金，其特征在于，由以下质量百分含量的成分组成：Al 5.7％～6.6％，V 3.7％～4.3％，Ni0.6％～3.1％，Mo 1.4％～1.9％，Fe 0.18％～0.26％，余量为Ti和不可避免的杂质，且根据凝固理论计算得该钛合金的凝固温度区间ΔT＝526K～572K，其中各溶质元素的溶质分配系数为：kAl＝1.081～1.085，kV＝0.994～0.997，kMo＝1.371～1.378，kNi＝0.217～0.257，kFe＝0.376～0.379；所述钛合金由激光增材制造方法制备得到，等轴晶粒平均尺寸为130μm～245μm，且钛合金的抗拉强度σb＝1040MPa～1240MPa，延伸率δ＝10.5％～17％。
一种基于密度泛函理论获得高温环境下高熵合金涂层力学性能的方法
实质审查的生效专利号: CN118211381A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 舒磊; 张海龙; 施仙庆; 章咪咪; 徐锋; 葛旺; 黎向锋
申请日期: 2024-03-11
公开日期: 2024-06-18
IPC分类:
G06F119/14
摘要:
一种基于密度泛函理论获得高温环境下高熵合金涂层力学性能的方法，包括如下步骤：1)根据材料的原子构型和排列方式，利用Material Studio软件建立基体和涂层的分子模型，并利用工具切割材料的表面。2)将所建立的钛合金和高熵合金涂层模型建立层状连接，形成上薄下厚的两层构象。3)对步骤2中建立的层状模型进行几何优化。4)设置并运行分子动力学，寻找层状模型在设定温度下的最终形态，并计算体系总能量。5)进行涂层材料的机械性能计算，预测材料的各方向的弹性模量，泊松比及其它派生性能。6)计算涂层和基体间的结合能，评价界面结合强度。本发明具有成本更低，效率更高的优点。
主权项:
1.一种基于密度泛函理论获得高温环境下高熵合金涂层力学性能的方法，其特征在于，包括一下步骤:步骤1，根据材料的原子构型和排列方式，利用Material Studio软件建立基体和涂层的分子模型，并利用工具切割材料的表面；步骤2，将所建立的钛合金和高熵合金模型建立层状连接，形成上薄下厚的两层构象；步骤3，对步骤2中建立的层状模型进行几何优化；步骤4，设置并运行分子动力学，寻找层状模型在设定温度下的平衡状态，并计算体系总能量；步骤5，计算高熵合金体系的弹性矩阵，并利用Voigt-Reuss-Hill近似的方法得到合金的弹性模量，泊松比及其它派生性能；步骤6，计算涂层和基体间的结合能，评价界面结合强度。
基于纳米焊丝浅层熔覆的多波长激光改性焊接装置及方法
发明专利权授予专利号: CN117840614A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 占小红;赵艳秋;马超;李悦;王建峰;吴会强
申请日期: 2024-03-07
公开日期: 2024-05-07
IPC分类:
B23K26/046
摘要:
本发明公开了基于纳米焊丝浅层熔覆的多波长激光改性焊接装置及方法，该装置包括控制系统、激光焊接系统、光纤?半导体激光束控制系统、焊丝选型?送丝系统。根据母材?焊丝型号?接头强度匹配关系，控制系统反馈焊丝选型信号至焊丝选型?送丝系统，送丝机与焊丝输出装置将选型焊丝传输至焊枪。光斑尺寸较大的半导体激光束在前，实施半导体激光?填丝浅层熔覆，将改性纳米焊丝熔覆于焊缝表面，填平焊件表面间隙；光纤激光束在后，完成基于纳米焊丝浅层熔覆的激光改性焊接。本发明能够实现焊丝快速选型与输出，节省焊丝装/拆操作时间，并且解决传统激光填丝焊接对中厚板焊接结构间隙敏感性高、焊接过程熔滴过渡稳定性差等问题。
主权项:
1.基于纳米焊丝浅层熔覆的多波长激光改性焊接装置，其特征在于，包括通过连接线与控制系统连接的激光焊接系统、光纤-半导体激光控制系统和焊丝选型-送丝系统，激光焊接系统包括光纤-半导体激光焊接头；光纤-半导体激光控制系统包括设置在光纤-半导体激光焊接头中相互独立的半导体激光传输系统和光纤激光传输系统，半导体激光传输系统和光纤激光传输系统能够分别自光纤-半导体激光焊接头中向下输出平行的半导体激光束和光纤激光束；焊丝选型-送丝系统包括送丝机、焊丝盘、焊丝输出装置、焊丝枪和焊枪固定装置，焊丝盘至少有两个，焊丝盘设置在送丝机中；焊丝输出装置设置在送丝机的一侧，送丝机中所有的焊丝送入焊丝输出装置中由其选择送出单根焊丝；焊丝枪通过焊枪固定装置安装在光纤-半导体激光焊接头的一侧，焊丝输出装置焊丝枪连接并在工作时向焊丝枪送出单根焊丝。
一种异质铝合金层状交替结构激光同轴熔丝增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN118046098A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 占小红; 高转妮; 高奇玉; 王磊磊; 程强; 吕飞阅
申请日期: 2024-03-06
公开日期: 2024-05-17
IPC分类:
B23K26/342
摘要:
本发明公开了一种异质铝合金层状交替结构激光同轴熔丝增材制造方法，包括步骤：设计基于单系列铝合金交替层调整的异质材料过渡方式；获取增材热源模型，计算异质构件增材过程热累积和应力场结果，开展单系列铝合金和过渡区域的组织?气孔演化仿真与冷却过程的微观应力仿真，对宏观热力结果、不同区域晶粒度与致密度、微观应力演化平稳度与分布均匀性逐级合理性判定，优选增材及激光重熔参数；基于优选方案进行异质构件增材与服役性能合规性判定，以实现高质量整体成型。通过使用本发明中的方法，可以实现异质材料高质量一体化激光同轴熔丝增材制造，达到构件增材过程中应力、缺陷、组织与性能协同管控的目的。
主权项:
1.一种异质铝合金层状交替结构激光同轴熔丝增材制造方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)开展单系列铝合金单层单道激光同轴熔丝增材制造实验并监测增材过程，获取增材热源模型及其参数；(2)设计多种异质铝合金叠层过渡方式，拆解构件服役性能并获取致密度和晶粒度要求，构建激光清洗、激光同轴熔丝增材和激光重熔全流程的有限元模型；(3)开展异质铝合金激光同轴熔丝增材制造过程热力仿真计算，基于热累积、整体应力和叠层区域应力结果动态判定，输出较优工艺参数下的温度场结果；(4)耦合宏观温度场结果与微观组织-气孔生长模型，获取异质铝合金构件激光同轴熔丝增材制造过程中构件内部微观组织和缺陷分布情况；(5)基于三维模拟所得微观组织与气孔缺陷耦合生长形貌，开展沉积层冷却过程中单系列铝合金和异质叠层区域内部组织与气孔的微区应力仿真计算；(6)基于微区应力动态判定识别输出较优工艺参数并开展样件打印、缺陷检测和服役性能测试，基于缺陷和性能指标合规性判定输出对应异质铝合金激光同轴熔丝增材制造扫描策略和增材样件。
一种激光辅热塑形耦合多路送丝辅助合金增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN117961302A
申请人: 河北工业大学
发明人: 王慧远; 韩露; 花珍铭; 刘旭; 靳慎豹
申请日期: 2024-03-06
公开日期: 2024-05-03
IPC分类:
B23K26/348
摘要:
本发明提供了一种激光辅热塑形耦合多路送丝辅助合金增材制造方法，属于合金增材制造领域，具有高效、灵活、安全等特点，是大型复杂金属构件短流程制造技术，可以满足交通装备、航空航天等领域。现有镁合金、铝合金增材制造面临成分调控难、粗糙度大、成形精度不高等难题，本发明采用激光辅热塑形耦合多路送丝辅助合金增材制造方法，根据待加工组分和组分比例，调整相关工艺和焊丝、主路和旁路丝速度、电流、电压及激光辐照等参数，较好实现镁合金、铝合金的增材制造，实现成分灵活调控，提高成形精度，实现晶粒尺寸细化，晶粒尺寸≤45μm，合金力学性能各向异性差异率＜5％，同时降低生产成本，适用于产业化生产。
主权项:
1.一种激光辅热塑形耦合多路送丝辅助合金增材制造方法，其特征在于，它主要包括如下方法步骤：主路丝为AZ系镁合金、Mg-稀土(RE)系镁合金、7075系铝合金、6061系铝合金、5356系铝合金、4220系铝合金、4043系铝合金、2319系铝合金、Al-Mg系铝合金、Al-Cu-Mg系铝合金中的一种或任意组合，直径为0.8-1.6mm；旁路丝材为AZ系镁合金、Al-TiC复合材料、Al-SiC复合材料、纯Al或纯Mg中的一种或任意组合，直径为0.6-2.0mm；(1)将基板打磨干净，去除表面氧化皮，使用无水乙醇清洗后干燥待用；所述的基板为镁合金或铝合金中的一种，(2)基板预热：将基板加热至50-200℃，将预热后的基板用夹具固定于工作台上；(3)调整机械臂位置，主路丝垂直于基板，旁路丝可以为单路或多路，旁路丝与主路丝的夹角为20-70°，主路丝干伸长为10-16mm，旁路丝干伸长15-17mm；(4)使用冷金属过渡焊电源耦合光纤激光器进行起弧增材制造5-30层，其中，电流为72-180A，电压为10-25V，主路丝速度为3.5-6.0m/min，旁路丝速度为0.1-0.8m/min，焊接速度为3-7mm/s，所述的光纤激光器：激光功率为300-2000W，频率为200-5000Hz，波长为1080nm，每层起弧增材制造层的温度为90～150℃；(5)待增材制造结束后，采用光纤激光器进行扫描2-20s获得合金型材，所述的合金型材为铝合金或镁合金的型材中的一种，其中合金晶粒尺寸≤45μm，合金力学性能各向异性差异率＜5％；所述的光纤激光器：激光功率为300-2000W，频率为200-5000Hz，波长为1080nm。
一种抑制增材制造镍基高温合金冷裂纹的方法与应用
实质审查的生效专利号: CN118123042A
申请人: 北京航空航天大学宁波创新研究院;
发明人: 杨晨;李卓;汤海波;曾子恒;杨阳;朱言言;程序;于容周;史淑静
申请日期: 2024-02-22
公开日期: 2024-06-04
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明实施例公开了一种抑制增材制造镍基高温合金冷裂纹的方法与应用，涉及激光增材制造领域。所述方法包括S1、选取基材和合金粉末，所述基材的厚度为d，且d≤6mm；将合金粉末烘干；S2、将所述基材通过固定件安装在工作台上，且所述基材与所述固定件挠性连接；S3、氩气气氛下，通过激光同轴将烘干后的所述合金粉末沉积在所述基材表面，实现所述基材的增材制造。本发明实施例提供的方法通过将基材厚度控制在6mm以内，能够实现基材自由变形，达到变形补偿的目的；通过将所述基材与所述固定件挠性连接，能够起到辅助应力释放的作用，从而达到抑制增材制造镍基高温合金过程中产生冷裂纹的效果。
主权项:
1.一种抑制增材制造镍基高温合金冷裂纹的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、选取基材和合金粉末，所述基材的厚度为d，且d≤6mm；将合金粉末烘干，备用；S2、将所述基材通过固定件安装在工作台上，且所述基材与所述固定件挠性连接；S3、氩气气氛下，通过激光同轴将烘干后的所述合金粉末沉积在所述基材表面，实现所述基材的增材制造。
一种压铸铝合金及其应用
实质审查的生效专利号: CN117965971A
申请人: 襄阳金耐特机械股份有限公司
发明人: 帅莉;朱昊月;帅德军;舒小凤;汪丹
申请日期: 2024-02-21
公开日期: 2024-05-03
IPC分类:
C22C21/04
摘要:
本发明涉及一种压铸铝合金，其成分按重量百分比计为：Si：7.5?9.5%、Cu：2.5?4.5%、Mg：0.5?1.0%、Sn：0.8?2.2%，余量为Al和不可避免的杂质，其中[Cu]/[Sn]=1.98?3.25，[Mg]/[Sn]=0.38?0.65，其中[Cu]、[Sn]、[Mg]分别代表压铸铝合金中Cu、Sn、Mg的质量百分含量；该压铸铝合金在3C产品（如手机、笔记本、平板电脑等）壳体及框架、交通工具（如汽车、高铁等）零部件、航空航天零部件等中广泛适用。
主权项:
1.一种压铸铝合金，其特征在于：所述压铸铝合金的成分按重量百分比计为：Si：7.5-9.5%、Cu：2.5-4.5%、Mg：0.5-1.0%、Sn：0.8-2.2%，余量为Al和不可避免的杂质，其中[Cu]/[Sn]=1.98-3.25，[Mg]/[Sn]=0.38-0.65，其中[Cu]、[Sn]、[Mg]分别代表压铸铝合金中Cu、Sn、Mg的质量百分含量。
一种低活化难熔多组元合金及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118028681A
申请人: 中南大学
发明人: 李志明;汪鑫凯;刘彬;甘科夫;严定舜;张勇
申请日期: 2024-02-07
公开日期: 2024-05-14
IPC分类:
C22C30/00
摘要:
本发明公开了一种低活化难熔多组元合金及其制备方法。通过在高熔点W元素的基础上，引入低活化Cr、V固溶元素，合金成分W<subgt;x</subgt;Cr<subgt;y</subgt;V<subgt;z</subgt;，其中x＝33?90，y＝5?33，z＝5?33，x+y+z＝100，其中x、y、z均为原子百分比。采用低能耗近净成形的粉末冶金方法，获得以超细晶BCC固溶体为基体，弥散分布纳米与亚微米尺寸第二相的合金结构。本发明的低活化W?Cr?V系列合金表现出优异的高温热稳定性与高温强度，相较于目前已有核用材料具有更有潜力的耐辐照性能，有望应用于航空航天，核工业以及其它高温、辐照领域。
主权项:
1.一种低活化难熔多组元合金，其特征在于：所述低活化难熔多组元合金由三种低活化元素W、Cr、V组成，合金成分WxCryVz，其中x＝33-90，y＝5-33，z＝5-33，x+y+z＝100，其中x、y、z均为原子百分比。
一种延长金属构件高温使用寿命的涂层及应用
实质审查的生效专利号: CN118109771A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 朱圣龙; 沈明礼; 牛云松; 赵清清; 辛丽; 王伟; 雷跃随; 杨沁乾; 李泽杰
申请日期: 2024-02-05
公开日期: 2024-05-31
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明涉及一种延长金属构件高温使用寿命的涂层及应用，具体为：涂层依次由高熵合金中间层、抗氧化层、阻氧层、隔热层组成，所述高熵合金中间层由7种或更多元素组成且为有序L1<subgt;2</subgt;晶体结构，抗氧化层由有序L1<subgt;2</subgt;晶体结构的含Pt元素金属母相和少量氧化铝纳米颗粒组成，阻氧层为氧化铝，隔热层由纳米磷酸镧和纳米氧化钇稳定氧化锆组成。涂层应用于构件受热面上，包括但不限于航空航天发动机燃烧室、涡轮机、喷管等组件表面，起抗氧化、隔热、抗烧蚀、耐高温腐蚀和抗冲刷作用。本发明的优点是可将零件许用温度提高到1500℃，不损害被保护零件的高温蠕变寿命，比普通热障涂层隔热温度提高1倍以上，使用寿命提高20倍以上。
主权项:
1.一种延长金属构件高温使用寿命的涂层，其特征在于：依次由高熵合金中间层(A)、抗氧化层(B)、阻氧层(C)和隔热层(D)组成。
一种高耐磨性能的Ni3Al单晶高温合金的制备方法
实质审查的生效专利号: CN117947522A
申请人: 北京航空航天大学
发明人: 赵海根;包陪云;李树索;郭文启;裴延玲;赵文月;张恒;茹毅;宫声凯
申请日期: 2024-02-01
公开日期: 2024-04-30
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明涉及单晶合金技术领域，尤其涉及一种高耐磨性能的Ni<subgt;3</subgt;Al单晶合金的制备方法。本发明提供的制备方法，包括以下步骤：按照Ni<subgt;3</subgt;Al单晶合金的元素组成，将制备合金的原料混合后，依次进行熔炼和浇铸，得到母合金铸锭；将取向籽晶作为晶种，将所述母合金铸锭依次进行熔化和定向凝固，得到铸态Ni<subgt;3</subgt;Al高温合金；将所述铸态Ni<subgt;3</subgt;Al高温合金依次进行固溶热处理、第一级时效热处理和第二级时效热处理，得到所述Ni<subgt;3</subgt;Al单晶合金。所述制备方法制备得到的Ni<subgt;3</subgt;Al单晶合金具有优异的耐磨性能。
主权项:
1.一种高耐磨性能的Ni3Al单晶合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照Ni3Al单晶合金的元素组成，将制备合金的原料混合后，依次进行熔炼和浇铸，得到母合金铸锭；将取向籽晶作为晶种，将所述母合金铸锭依次进行熔化和定向凝固，得到铸态Ni3Al高温合金；将所述铸态Ni3Al高温合金依次进行固溶热处理、第一级时效热处理和第二级时效热处理，得到所述Ni3Al单晶合金；所述Ni3Al单晶合金，按照质量百分比计，包括Al 7.6～8.3％、Cr1.5～2.5％、Mo 9～13％、Ta 2.4～4.0％、Y 0.01％、Re 0～3％和余量的Ni。
一种单晶高温合金组织演变的表征方法
实质审查的生效专利号: CN117969571A
申请人: 北京航空航天大学
发明人: 裴延玲; 张双琪; 王海波; 李树索; 宫声凯
申请日期: 2024-01-30
公开日期: 2024-05-03
IPC分类:
G01N23/20008
摘要:
本发明属于单晶高温合金技术领域，具体涉及一种单晶高温合金组织演变的表征方法。本发明提供了一种单晶高温合金组织演变的表征方法。晶体取向为[111]的单晶高温合金，标准热处理后的原始组织中γ通道呈现连通的三角形(等边三角形或近等边三角形)分布，而随着蠕变试验的进行，标准热处理后的原始组织中呈现三角形连通的γ通道开始中断，从而导致在等间距的直线下交点个数会变少，本发明通过不同测试时间下交点个数与原始组织交点个数的比值组织演变指数Q判断合金组织演化程度。本发明提供的方法能有效的对[111]取向的Ni基或Ni<subgt;3</subgt;Al基单晶高温合金组织演变进行定量表征，具有良好的科研应用价值，为后续领域内相关研究提供了一定指导作用。
主权项:
1.一种单晶高温合金组织演变的表征方法，所述单晶高温合金的相组织包括γ′相和沿着γ′相的γ相通道，其特征在于，包括以下步骤：(1)将试棒进行标准热处理，得到热处理态试棒，所述试棒沿轴向的晶体取向与[111]方向偏离＜5°；(2)从所述热处理态试棒上取样制备得到原始金相样品，所述原始金相样品的相组织中γ相通道呈现若干三角形连通状态，三角形为等边三角形或进等边三角形；获取所述原始金相样品的原始组织图像，选取所述原始组织图像的任意区域，命名为第一区域，获取第一区域内γ相通道形成的若干三角形的任意一条边的等高线，得到第一区域内等高线平均值S，在第一区域内做平行于三角形任意一条边的若干第一直线，相邻第一直线的间距L＜等高线平均值S；统计第一区域内所作第一直线与γ相通道的交点总数量，命名为Ny，当第一直线与γ通道平行时记为交点数量为0；(3)将步骤(2)剩余的热处理态试棒机械加工成蠕变试样，将所述蠕变试样进行蠕变实验，得到蠕变样品，将所得蠕变样品制样，得到蠕变金相样品；获取所述蠕变金相样品的蠕变组织图像；在所述蠕变组织图像中选取与步骤(2)中第一区域相同形状和尺寸的任意区域，命名为第二区域，在第二区域内做平行于步骤(2)中的三角形的相同边长的若干第二直线，相邻第二直线的间距与相邻第一直线的间距相等；统计第二区域内所作第二直线与γ相通道的交点总数量，命名为Nz，当第二直线与γ通道平行时记为交点数量为0；(4)计算单晶高温合金的组织演变指数Q，所述组织演变指数Q的计算公式如式1所示：组织演变指数Q＝Nz/Ny式1；当组织演变指数Q＝1时，表示单晶高温合金的组织没有发生演变；当组织演变指数Q＜1时，表示单晶高温合金的组织已经发生演变，所述组织演变指数Q越小，表示单晶高温合金的组织演变程度越大，表示单晶高温合金越接近失效状态。
一种铜基高温自润滑复合材料及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN117947312A
申请人: 中南大学
发明人: 刘咏;王谢;刘彬
申请日期: 2024-01-30
公开日期: 2024-04-30
IPC分类:
C22C32/00
摘要:
本发明提供了一种铜基高温自润滑材料及其制备方法，所述铜基自润滑复合材料，由CuNi合金基体以及润滑相组成，所述润滑相由BaF<subgt;2</subgt;/CaF<subgt;2</subgt;、Ag组成，按质量百分比计，组成如下：CuNi合金基体80?87wt％；BaF<subgt;2</subgt;/CaF<subgt;2</subgt;10?15wt％；Ag 3?5wt％，其通过将原料粉末均匀混合后，采用快速热压烧结工艺制得。该复合材料力学性能优异，在高温下具有良好的自润滑性能和抗磨损性能，能够满足高温和重载等苛刻工况下的使用需求，在工程机械、冶金能源、航空航天等领域具有良好的应用前景。
主权项:
1.一种铜基高温自润滑材料，其特征在于：所述铜基自润滑复合材料，由CuNi合金基体以及润滑相组成，所述润滑相由BaF2/CaF2、Ag组成；所述铜基自润滑复合材料，按质量百分比计，组成如下：CuNi合金基体80-87wt％；BaF2/CaF210-15wt％；Ag 3-5wt％。
一种原位自生的（Al3Ti-AlN-TiN）复相多尺度增强Al基复合材料及其热压制备方法
实质审查的生效专利号: CN117926060A
申请人: 北京交通大学; 北京交通大学唐山研究院
发明人: 黄振莺;庄慰慈;胡文强;吴友波;李学;周洋;李世波;李翠伟;于文波
申请日期: 2024-01-17
公开日期: 2024-04-26
IPC分类:
C22C32/00
摘要:
本发明公开一种原位自生的(Al<subgt;3</subgt;Ti?AlN?TiN)复相多尺度增强Al基复合材料及其热压制备方法，该复合材料采用粉末冶金的手段，利用Ti<subgt;2</subgt;AlN前驱体，在Al基体中原位自生微米级Al<subgt;3</subgt;Ti、纳米级TiN和AlN，实现多尺度复相协同强化基体的作用，其中弥散分布于基体的TiN和AlN实现了对Al<subgt;3</subgt;Ti的细化作用。原位自生的增强体与基体之间的界面结合良好，有利于彼此间的载荷传递。本发明所公开的制备方法工艺简单、成本低廉，可为具有可调形貌和机械强度的先进铝基复合材料的研发和制备开辟新的路径，广泛应用于汽车、军工、航空航天等多个领域。
主权项:
1.一种原位自生的(Al3Ti-AlN-TiN)复相多尺度增强Al基复合材料，其特征在于：(1)原料为Ti2AlN粉和Al粉，其中，Ti2AlN含量为5～20vol.％，其余为Al；(2)Ti2AlN的Ti、N原子与Al发生反应，原位生成Al3Ti、AlN；Ti2AlN拓扑转变、Al3Ti高温下与间隙N反应生成TiN，形成原位自生的(Al3Ti-TiN-AlN)复相协同强化的铝基复合材料。
一种对转摩擦式搅拌摩擦增材制造装置及方法
实质审查的生效专利号: CN117718584A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 汤煜哲; 吕万程; 郭训忠; 沈一洲; 钟春强; 赵成龙; 周子凡; 夏颖; 韦桂
申请日期: 2024-01-09
公开日期: 2024-03-19
IPC分类:
B23K20/26
摘要:
本发明公开了一种对转摩擦式搅拌摩擦增材制造装置及方法，包括摩擦预热轴肩、对转丝材热塑化系统、水冷顶锻块和基板；所述对转丝材热塑化系统包括一对共轴可高速旋转的圆盘，圆盘旋转方向互为反向，丝材夹持在两圆盘中因旋转摩擦而热塑化；加工时，摩擦预热轴肩在基板或已增材表面旋转移动，加热塑化基板或增材层；对转丝材热塑化系统旋转塑化丝材，使得塑化金属填充两圆盘间隙后从下方流出，在摩擦预热轴键加工过的基板或已增材层上沉积。本发明提供的对转摩擦式小尺寸搅拌摩擦增材制造装置可以实现小尺寸构件的搅拌摩擦增材制造，填补了搅拌摩增材制造对于小尺寸构件成形的空缺，解决了搅拌摩擦增材制造材料利用率低的问题。
主权项:
1.一种对转摩擦式搅拌摩擦增材制造装置，其特征在于，包括摩擦预热轴肩、对转丝材热塑化系统、水冷顶锻块和基板；所述对转丝材热塑化系统包括一对共轴可高速旋转的圆盘，圆盘旋转方向互为反向，丝材夹持在两圆盘中因旋转摩擦而热塑化；加工时，摩擦预热轴肩在基板或已增材表面旋转移动，加热塑化基板或增材层，以保证增材层与基板和已增材层间的结合；对转丝材热塑化系统旋转塑化丝材，使得塑化金属填充两圆盘间隙后从下方流出，在摩擦预热轴键加工过的基板或已增材层上沉积；而后由水冷顶锻块提供顶锻力，使得塑化金属在顶锻力的作用下进一步扩撒并沉积于基板或已增材层表面，同时通过水冷顶锻块带走增材层热量以控制增材层的温度。
一种超声振动辅助电弧增材制造变截面构件的分区组织调控方法
实质审查的生效专利号: CN117884740A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 占小红;吕飞阅;王磊磊
申请日期: 2024-01-05
公开日期: 2024-04-16
IPC分类:
B23K9/04
摘要:
本发明涉及一种超声振动辅助电弧增材制造变截面构件的分区组织调控方法，该方法包括：一、对电弧增材制造变截面构件过程进行温度测量，然后将熔池温度分布与凝固时间数据传输入工控机对其晶粒尺寸进行计算；二、在工控机中根据不同区域晶粒尺寸差异计算组织均匀系数，当某一区域的组织均匀系数超过阈值，则在沉积下一层经过该区域组织发生重熔的过程中，超声变幅杆在该区域上同步施加高频振动，其超声功率根据组织均匀性系数的大小自动调节，最终使其与晶粒较细的区域尺寸差距减小；三、工控机根据调控后的组织均匀系数再次进行判定，若该系数仍不满足要求，则继续进行超声调控。本发明基于组织非均匀系数选取不同超声功率，之后对组织非均匀区域进行精确调控，实现了超声辅助电弧增材制造变截面构件微观组织均匀化。
主权项:
1.一种超声振动辅助电弧增材制造变截面构件的分区组织调控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、利用红外成像仪对电弧增材制造变截面构件过程进行温度测量，然后将熔池温度数据与熔池凝固时间数据实时传输入工控机，并对其快速凝固后的晶粒尺寸进行计算；步骤二、在工控机中根据不同区域晶粒尺寸差异计算组织均匀系数，当某一区域的组织均匀系数超过阈值时，在沉积下一层经过该区域组织发生重熔的过程中，超声变幅杆在该区域上同步施加高频振动，利用声流与空化效应致使晶粒组织细化与均匀化；步骤三、通过三维扫描与组织重构技术对超声调控后该区域内的晶粒尺寸进行统计，工控机根据此时计算出的组织均匀系数再次进行判定，若该系数仍超过阈值，则继续进行超声调控；若小于阈值，则在之后的增材过程中该区域不需要施加超声调控。
一种基于搅拌摩擦增材制造金属基复合材料的方法
实质审查的生效专利号: CN117754108A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 赵成龙; 吕万程; 钟春强; 汤煜哲; 夏颖; 沈一洲; 郭训忠
申请日期: 2024-01-05
公开日期: 2024-03-26
IPC分类:
B23K20/26
摘要:
本发明公开了一种基于搅拌摩擦增材制造金属基复合材料的方法，通过冷喷涂技术将增强陶瓷颗粒喷射到基层上，利用机械互锁、物理结合、冶金结合的机理使增强相颗粒沉积到基层上，随后在增强相颗粒沉积层上进行搅拌摩擦增材，搅拌头将金属基体材料与增强陶瓷颗粒充分搅拌混合，最后利用超声振动装置对增材区域施加超声振动场，防止增材的热效应导致晶粒粗大，控制残余应力减少构件变形。
主权项:
1.一种基于搅拌摩擦增材制造的金属基复合材料制备方法，包括以下步骤：S1，根据所要制备的复合材料选择相应的金属棒材作为基体材料，以及选择相应的增强相颗粒作为复合材料的增强相，并将所述金属棒材装入搅拌摩擦增材设备，所述增强相颗粒装入冷喷涂设备的储料器中；S2，首先在基板上增材一定厚度的基体材料，作为第一次冷喷涂的基材表面；S3，利用压缩气体将增强相颗粒送入到冷喷涂装置内部，打开气体加热器后向冷喷涂设备通入加压气体，加压气体被加热到一定温度，经加速、加热的气体将增强相颗粒喷射向基材表面，增强相颗粒在热效应与气体巨大压力下发生剧烈塑性变形，使颗粒与基材形成机械互锁，同时由于基板产生绝热剪切失稳以及高速粒子流带走了基板的氧化膜，基板暴露出的新鲜金属与颗粒相互结合形成物理结合，大量的热能被材料吸收也会使颗粒与基板间形成冶金结合，在这些机理的作用下增强相颗粒有效地沉积在基体表面，冷喷涂装置按设定路径前进不断沉积强化相颗粒；S4，搅拌摩擦增材装置设置于冷喷涂设备后端，紧随着冷喷涂设备向前进行增材，金属棒材在轴向压力与剪切力作用下发生塑性变形，搅拌头会搅动增强相颗粒沉积层使其充分与金属基材混合，最终形成一层复合材料沉积层，搅拌摩擦增材装置按设定路径进行增材；S5，超声振动装置设置于搅拌头后端，将振动头接触复合材料沉积层，向其施加超声振动场，防止晶粒在搅拌摩擦后的余热作用下粗化并且使组织更致密，同时释放增材后的残余应力，减少构件的变形开裂倾向，保证复合材料构件的力学性能与成形质量，超声振动装置按设定好的路径不断为增材区域后处理，完成第一次沉积层；S6，重复上述过程，进行下一层沉积层的沉积，从第一层开始依次从下至上逐层沉积，直至沉积到最后一层，以线切割的方式将制备的复合材料从基板取下。
金属粉末专利分析
材料体系分布
制备工艺分布
技术领域分布 (IPC分类)
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B22F10/28(3D打印) • B22F9/04(制粉) •
C23C24/10(涂层) • C22C19/05(镍合金) •
B33Y50/02(控制) • C22F1/18(热处理)