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碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要：综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状，重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题，在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词：SiCp /Al 复合材料； 制备方法中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract：The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put words：SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:;E-mail:《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究，从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作， 取得了显著的成绩。在美国和日本等国，该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟，在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料，可成百吨的生产，价格便宜，SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料， 其性能可与钛合金媲美，而价格还不到钛合金的1/10。碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料，被认为是一种理想的轻质结构材料，尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年，美国DuralAluminumComposites 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术， 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产， 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前，Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3～4倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加，只有伸长率下降的，其他性能都得到了很大提高。到目前为止，SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域，并取得巨大经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆，北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料， 虽然部分性能已达到国外产品的指标， 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距，另外制造成本太高，离工业化生产还有一段距离要走。2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物，明显提高了复合材料的比强度和比模量， 特别是高性能连续纤维，如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物，他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能，使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物，在高温下具有很好的高温强度和模量， 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基复合材料，其高温性能可保持到接近金属熔点，并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数， 一般在60%以上，因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。(4)良好的耐磨性金属基复合材料，特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物，陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定，用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度，也提高了复合材料的硬度和耐磨性。(5)热膨胀系数小，尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数，特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数， 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数， 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工艺增强体含量(vol,%)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 粉末冶金20 552 103 粉末冶金20 496 103 粉末冶金20 724 103 粉末冶金40 441 125 粉末冶金15 689 97 搅拌铸造20 350 98 无压浸渗30 382 125 表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of aluminum matrixcomposite reinforced by SiC particle93Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面结合强度适中，可以有效传递载荷，又能阻止裂纹扩展，从而提高材料的断裂韧性。(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比，金属性质稳定、组织致密，不存在老化、分解、吸潮等问题，也不会发生性能的自然退化，在空间使用不会分解出低分子物质而污染仪器和环境，有明显的优势。(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧性，而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近20 年以来， 铝基复合材料获得了惊人的发展速度，表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。3 主要应用领域 在航空航天及军事领域的应用美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中心合作，研制成超轻量化空间望远镜和反射镜，该望远镜的主镜直径为，仅重。ACMC 公司用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中扫描用高速摆镜等；美国用高体积分数的SiCp/Al代替铍材，用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖，成本比铍材降低2/3；20 世纪80 年代美国洛克希德.马丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作飞机上承载电子设备的支架，其比刚度比7075 铝合金约高65%；美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机的腹鳍， 代替原有的2214 铝合金蒙皮， 刚度提高50%，寿命从几百小时提高到8000 小时左右，寿命提高17 倍，可大幅度降低检修次数，提高飞机的机动性，还可用于F-16 的导弹发射轨道；英国航天金属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al， 成功用于Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升机[12]；采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电子计数测量阵列等关键电子系统上， 以代替包铜的钼及包铜的锻钢，可使质量减轻70%，同时降低了电子模板的工作温度；SiCp/Al 印刷电路板芯板已用于地轨道全球移动卫星通信系统； 作为电子封装材料，还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替Cu-W 封装合金作为电源模块散热器，已用于EV1 型电动轿车和S10 轻型卡车上；美国将氧化反应浸渗法制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲，用于“沙漠风暴”地面进攻的装甲车；美国GardenGrove 光学器材公司用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。 在汽车工业中的应用由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机；自20 世纪90 年代以来， 福特和丰田汽车公司开始采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘；美国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996年投入批量生产[13]；德国已将该材料制作的刹车盘成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一级方程式赛车。 在运动器械上的应用BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已在Raleigh 赛车上使用；SiCp /Al 复合材料可应用于自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品；在医疗上用于假体的制造。4 制备及成型方法一般来说， 根据铝基体状态的不同，SiCp/Al 的制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。 粉末冶金法粉末冶金法又称固态金属扩散法，该方法由于克增强相/ 基体增强相含量拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiC/Al-4Cu 15 476 92 /ZL101 20 375 101 /ZL101A 20 330 100 /6061 25 517 114 /2124 25 565 114 / 20 226 95 /Al 26 387 112 -表2 金属基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of metal matrix composite[1]94《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点，因而是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种，目前最为流行和典型的工艺流程为：碳化硅粉末与铝合金粉末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可以按任何比例混合，而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟，成型温度较低，基本上不存在界面反应、质量稳定，增强体体积分数可较高，可选用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高，颗粒不容易均匀混合，容易出现较多孔隙，要进行二次加工，以提高机械性能，但往往在后续处理过程中不易消除；所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制，粉末冶金技术工艺程序复杂，烧结须在在密封、真空或保护气氛下进行， 制备周期长， 降低成本的可能性小，因此制约了粉末冶金法的大规模应用。 喷射沉积法喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer教授首先提出[14]，并由Ospray 金属有限公司发展成工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是：对铝合金基体进行雾化的同时，加入SiC 增强体颗粒，使二者共同沉积在水冷衬板上， 凝固得到铝基复合材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间短，二者反应易于控制；对界面的润湿性要求不高，可消除颗粒偏析等不良组织， 组织具有快速凝固特征；工艺流程短、工序简单、效率高，有利于实现工业化生产。缺点是设备昂贵，所制备的材料由于孔隙率高而质量差必须进行二次加工， 一般仅能制成铸锭或平板； 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的合金液滴复合， 造成原材料损失大， 工艺控制较复杂，增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。 搅拌铸造法搅拌铸造法的基本原理[15-17]：依靠强烈搅拌在合金液中形成涡漩的负压抽吸作用， 将增强体颗粒吸入基体合金液体中。具体工艺路线：将颗粒增强体加入到基体金属熔液中， 通过一定方式的搅拌与一定的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体中，以达到相互混合均匀与浸润的目的，复合成颗粒增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件等使用。该方法的优点是：工艺简单、设备投资少、生产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是：加入的增强体颗粒粒度不能太小， 否则与基体金属液的浸润性差， 不易进入金属液或在金属液中容易团聚和聚集；普遍存在界面反应，强烈的搅拌容易造成金属液氧化，大量吸气及夹杂物混入，颗粒加入量也受到一定限制，只能制成铸锭，需要二次加工。 挤压铸造法挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘结，制成预制块放入浇注模型中，预热到一定的温度，然后浇入基体金属液，立即加压，使熔融的金属熔液浸渗到预制块中，最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方法的优点是：设备较简单且投资少，工艺简单且稳定性较好，生产周期短，易于工业化生产，能实现近无余量成型，增强体体积分数较高，基本无界面反应。缺点是容易出现气体或夹杂物，缺陷比较多，需增强颗粒需预先制成预成型体， 预成型体对产品质量影响大，模具造价高，而且复杂零件的生产比较困难。5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究，其相关领域的研究及发展也应给予重视。 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料，但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中，使金属液粘度提高，流动性降低，铸造时充填性变差，当颗粒含量增加至20%或在较低温度(<730℃)时，流动性急剧降低以致于无法正常浇注。另外，SiC颗粒具有较大的表面积， 表面能较大，易吸附气体并带入金属液中，而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出，产生气孔缺陷。因此，对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。 后续加工工艺的研究金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少，成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[18-19]，而由于增强体与基体合金的热膨胀系数差异大引起位错密度的提高， 也使金属基复合95Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外，增强体影响焊接熔池的粘度和流动性， 并与基体金属发生化学反应限制了焊接速度， 给金属基复合材料的焊接造成了极大困难。因此， 解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要方向。 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究， 即如何解决金属基复合材料与环境的适应性， 实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视， 这个问题关系到有效利用资源，实现社会可持续发展，因此， 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形成一类新的多相材料， 其回收再利用的技术难度要比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批量应用，必然面临废料回收的问题，通过对复合材料的回收再利用， 不但可减少废料对环境的污染还可减低铝基复合材料的制备成本、降低价格，增加与其他材料的竞争力，有利于促进自身的发展。文献[21]配制了混合盐溶剂， 采用熔融盐法成功地分离出颗粒增强铝基复合材料中的增强材料，研究结果表明，利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料， 其回收利用率可达85%。6 结语与铝合金基体相比， 铝基复合材料具有更高的使用温度、模量和强度，热稳定性增加及更好的耐磨损性能，它的应用将越来越广泛。然而，在目前的研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题， 例如怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题， 并且力求研究结果有助于改善生产应用问题； 在制备过程前后， 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性能；如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服役于各种环境。此外，原位反应中仍不免其他副反应夹杂物存在， 同时对增强体的体积分数也难以精确控制，这些都是亟待研究解决的问题。参考文献：[1] 于化顺．金属基复合材料及其制备技术[M]．北京：化学工业出版社，2006．241．[2] 吴人洁．复合材料[M]．天津：天津大学出版社，2000．[3] 沃丁柱．复合材料大全[M]．北京：化学工业出版社，2000．[4] 毛天祥．复合材料的现状与发展[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，2000．[5] 赫尔(Hull， D)．复合材料导论[M]．北京：中国建设工业出版社，1989．[6] 尹洪峰，任耘，罗发．复合材料及其应用[M]．陕西：陕西科学技术出版社，2003．[7] 汤佩钊．复合材料及其应用技术[M]．重庆：重庆大学出版社，1998．[8] 张守魁，王丹虹．搅拌铸造制备颗粒增强复合材料[J]．兵器材料科学与工程，1997，20(6)：35-391．[9] 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物质的用途决定于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。 (1)铝的密度很小，仅为 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝；防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。 (2)铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。 (3)铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。 (4)铝有较好的延展性（它的延展性仅次于金和银），在100 ℃～150 ℃时可制成薄于 mm的铝箔，这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。 (5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器，医疗器械，冷冻装置，石油和天然气管道等。 (6)铝粉具有银白色光泽（一般金属在粉末状时的颜色多为黑色），常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。 (7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药（由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其它可燃性有机物混合而成）、燃烧混合物（如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%） (8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨，二氧化钛（或其它高熔点金属的氧化物）按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。 (9)铝板对光的反射性能也很好，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。 (10)铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也常用铝。 但人类多吃铝，会造成脑中毒。如老年痴呆.以上是一些铝合金的资料，希望对你有所帮助。
5分的论文！？如果你加分，我觉得合适了，我可以考虑下给你写个！很明显，你这个是拿去投标的！结果你对铝合金一点也不了解！
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其一定形状和尺寸锻件的加工方法，下面是由我整理的锻造成型技术论文，谢谢你的阅读。 锻造成型技术论文篇一 GH4169合金涡轮盘锻造成型的数值模拟和分析 摘要： 利用Gleeble3500型热模拟试验机研究GH4169合金在不同温度和变形速度下的热变形行为，建立该合金的高温流变应力模型.用Deform3D对GH4169镍基高温合金涡轮盘锻造成型过程进行数值模拟，比较不同变形速度和不同变形温度下工件的变形行为.结果表明：相对于变形速度，变形温度对锻件性能的影响更加明显;较高的变形温度有利于材料的动态恢复和再结晶，使组织均匀，但过高的终锻温度会使晶粒尺寸变大，进而影响涡轮盘的机械性能. 关键词： 航空发动机; 涡轮盘; 镍基高温合金; 锻造成型; 变形温度; 晶粒尺寸; 数值模拟 中图分类号： ;文献标志码： B Abstract： The thermal deformation of GH4169 alloy is studied by the thermal simulation testing machine of Gleeble3500 under the condition of different temperature and deformation velocity， and the high temperature flow stress model of the alloy is built. The numerical simulation is performed on the forging deforming of GH4169 nickelbase superalloy turbine disc by Deform3D， and the different deformation behaviors of a workpiece are compared under different deformation velocity and temperature. The results show that， comparing with the deformation velocity， the effect of deformation temperature on the performance of the forging piece is more obvious; the higher deformation temperature is helpful for dynamic recovery and recrystallization of the material， which makes the organization more uniform; but the grain size becomes larger if the final forging temperature is too high， which weakens the mechanical performance of the turbine disc. Key words： aeroengine; turbine disc; nickelbase superalloy; forging deforming; deformation temperature; grain size; numerical simulation 引言 GH4169作为一种常见的航空发动机用镍基高温合金，在-253～650 ℃下具有高强度、高疲劳性能和良好的塑性，是目前应用广泛的一种高温合金，占世界上高温合金产品的35%～40%.[1]但是，GH4169合金在锻造成型时，具有高温塑性低、变形抗力大、可锻温度范围窄、导热性差等缺点，且锻件的晶粒尺寸无法由后期热处理工艺进行改善，主要靠锻造成型工艺进行控制.所以，GH4169合金锻件的成型工艺直接决定锻件的机械性能.[2] 本文利用Deform3D对某型号航空发动机涡轮盘锻造成型过程进行仿真模拟研究，为优化涡轮盘锻造工艺、研究GH4169的热塑性变形行为提供理论依据. 模拟模具的初始温度设置为980 ℃.在变形初始，模具与工件直接存在60 ℃的温度差.在变形过程中，工件不断向模具散热，接触表面温度下降，同时塑性变形使工件的变形功转化为热能.模具和工件之间的摩擦也随着接触面积的增加而不断增大，由摩擦引起的热效应也增强，从而使工件温度不断上升，尤其是飞边和轮缘这些变形最激烈的区域.变形速度的增加，使模具和工件的接触时间缩短，热传递时间也缩短，工件整体温度升高.因此，在实际锻造生产过程中，要合理选择变形速度，避免局部温度过高，从而产生局部粗晶现象，影响涡轮盘的机械性能. 当摩擦因子为，温度为1 040 ℃时不同变形速度对等效应力的影响见图5，可知，随着变形速度的增加，轮盘的等效应力明显增加 由图6可知，随着温度的升高，工件的等效应变不断增加.当变形温度从980 ℃升高到1 100 ℃时，等效应变也从增加到，即材料的流动性得到显著改善. 当摩擦因子为，变形速度为20 mm/s时不同的变形温度对工件等效应力的影响见图7，由图7可知，等效应变随变形温度的升高而显著降低.在变形结束时刻，当变形温度为980，1 000，1 040和1 100 ℃时，工件的最高等效应力分别为496，426，407和370 MPa.等效应变和应力随温度的升高不断发生变化，这些都可以看做是材料变形能力的变化，其原因是：温度的升高增强原子的扩散能力，增加晶界的迁移能力，使材料更容易发生动态回复和再结晶，抵消由位错产生的加工硬化，提高材料的塑性，使变形更容易. 通过对上述不同加工条件的分析可以看出，温度对GH4169合金的变形影响更大.虽然当变形速度不同时，工件的等效应变、等效应力存在差异，但通常造成这种差异的原因除变形速度不同造成的温度降不同以外，则是高应变速率使工件组织的回复和再结晶过程不够充分.在本次模拟过程中，工件与模具都处在较高的温度中，散热很少，导致工件的温度降低和高应变速率的硬化机制不能发挥主导作用，从而显著地影响工件的变形抗力. 因此，在GH4169合金涡轮盘的锻造过程中，首先应考虑合理的锻造温度区间的选择.温度的选择一方面要保证组织能够发生普遍明显的动态再结晶，使组织晶粒度均匀，避免出现混晶现象;另一方面要考虑晶粒的尺寸，避免温度过高，使晶粒过分长大.其次，虽然变形速度对加工过程的影响相对变形温度产生的影响较小，但因变形速率过高而造成工件局部过热，从而产生局部粗晶现象却是GH4169合金涡轮盘加工过程中的常见现象，因此，在合理选择变形温度的基础上，选择适当的变形速度能进一步改善变形的均匀性，提高工件的性能. 4结论 (1)通过GH4169合金的等温恒应变速率压缩试验，确定该合金在高温下的双曲正弦流变应力模型，并通过实例模拟验证该模型在数值模拟过程中能够准确反映GH4169合金在不同加工条件下的变形规律. (2)较高的变形速度可以减少工件与模具的接触时间，使工件的散热减少，温度场分布更均匀;但过大的变形速度会使工件产生局部温度过高，造成局部粗晶现象. (3)较高的变形温度使材料的恢复与再结晶变得更容易，使工件塑性更好，变形更均匀充分;但过高的终锻温度会使再结晶后的晶粒增大，影响工件的机械性能.参考文献： [1]王会阳， 安云岐， 李承宇， 等. 镍基高温合金材料的研究进展[J]. 材料导报， 2011(25)： 482486. WANG Huiyang， AN Yunqi， LI Chengyu， et al. Research progress of Nibased superalloy[J]. Mat Rev， 2011(25)： 482486. [2]刘润广， 蒋浩民， 姜勇， 等. GH4169合金超塑性变形及其力学行为的研究[J]. 航空材料工艺， 1998(2)： 3638. LIU Runguang， JIANG Haomin， JIANG Yong， et al. Study on superplastic deformation and mechanical behavior of alloy GH4169[J]. Aerospace Materials & Technol， 1998(2)： 3638. [3]SELLARS C M， MCTEGART W J. On the mechanism of hot deformation[J]. Acta Metallurgica， 1966， 14(9)： 11361138. [4]Mc QUEEN H J， RYAN N D. Constitutive analysis in hot working[J]. Materials Science and Engineering A， 2002(322)： 4363. 锻造成型技术论文篇二 试论自由锻造 【摘要】自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。 自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。锻件形状简单，操作灵活。因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。 【关键词】自由锻，基本工序，特点 【中图分类号】 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)01―0194-02 自由锻造的基本工序 自由锻工序分：基本工序，辅助工序，精整工序。 一、基本工序 主要是使金属产生一定程度的属性变形，以达到所需要的形状及尺寸。 如，镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转等 二、辅助工序 是为基本工序的操作方便而进行的一些预先变形工序。 如，压钳口、压肩等。 三、精整工序 在终端温度下进行。如清理锻件表面的凸凹不平及整形等，主要用来减 少锻件表面缺陷的工序。 【拔长】也称延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。拔 长常用于锻造杆、轴类零件。拔长的方法主要有两种： 1、在平砧上拔长。 2、在芯棒上拔长。锻造时，先芯棒插入冲好孔的坯料中，然后当作实心坯料进行拔长。拔长时，一般不是一次拔成，先将坯料拔成六角形，锻到所需长度后，再倒角滚圆，取出芯棒。为便于取出芯棒，芯棒的工作部分应有1：100左右的斜度。这种拔长方法可使空心坯料的长度增加，壁厚减小，而内径不变，常用于锻造套筒类长空心锻件。 镦粗 【镦粗】是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。镦粗工序可以有效地改善坯料组织，减小力学性能的异向性。镦粗与拔长的反复进行，可以改善高合金工具钢中碳化 物的形态和分布状态。 镦粗主要有以下三种形式： 1、完全镦粗。完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上，在上砧的锤击下，使坯料产生高度减小，横截面积增大的塑性变形。 2、端部镦粗。将坯料加热后，一端放在漏盘或胎模内，限制这一部分的塑性变形，然后锤击坯料的另一端，使之镦粗成形。用漏盘的镦粗方法，多用于小批量生产;胎模镦粗的方法，多用于大批量生产。在单件生产条件下，可将需要镦粗的部分局部加热，或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷，然后进行镦粗。 3、中间镦粗。这种方法用于锻造中间断面大，两端断面小的锻件，例如双面都有凸台的齿轮坯就采用此法锻造。坯料镦粗前，需先将坯料两端拔细，然后使坯料直立在两个漏盘中间进行锤击，使坯料中间部分镦粗。 为了防止镦粗时坯料弯曲，坯料高度h与直径d之比h/d≤。 冲孔 【冲孔】是在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。冲孔的方法主要有以下两种： 1、双面冲孔法。用冲头在坯料上冲至2/3-3/4深度时，取出冲头，翻转坯料，再用冲头从反面对准位置，冲出孔来。 2、单面冲孔法。厚度小的坯料可采用单面冲孔法。冲孔时，坯料置于垫环上，一略带锥度的冲头大端对准冲孔位置，用锤击方法打入坯料，直至孔穿透为止。 弯曲 【弯曲】采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序，称为弯曲。 常用的弯曲方法有以下两种： 1、锻锤压紧弯曲法。坯料的一端被上、下砧压紧，用大锤打击或用吊车拉另一端，使其弯曲成形。 2、模弯曲法。在垫模中弯曲能得到形状和尺寸较准确的小型锻件。 切割 【切割】是指将坯料分成几部分或部分地割开，或从坯料的外部割掉一部分，或从内部割出一部分的锻造工序。 错移 【错移】是指将坯料的一部分相对另一部分平行错开一段距离，但仍保持轴心平行的的锻造工序，常用于锻造曲轴零件。错移时，先对坯料进局部切割，然后在切口两侧分别施加大小相等、方法相反且垂直于轴线的冲击力或压力，使坯料实现错移。 锻接 【锻接】是将坯料在炉内加热至高温后，用锤快击，使两者在固态结合的锻造工序。锻接的方法有搭接、对接、咬接等。锻接后的接缝强度可达被 连接材料强度的70%-80%。 扭转 【扭转】是将毛料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。该工序多用于锻造多拐曲轴和校正某些锻件。小型坯料扭转角度不大时，可用锤击方法。 自由锻工艺规程的制定 1、分析零件图设计绘制锻件图 锻件图即是在零件图的基础上+锻件余量+锻件公差+余块所组成的图纸 2、坯料质量的计算 锻件坯料体积包括锻件的体积和锻造过程中的各种体积损失，如加热时的表面氧化、烧损等。 锻件坯料质量的计算可以按下公式计算M坯=M锻+M烧损+M切+M芯 3、坯料尺寸计算 根据已算得锻件质量和截面积大小定：坯料质量÷材料的比重=坯料体积。 4、选择锻造工序、确定锻造温度。 5、选择确定锻造设备。 6、规定有关技术要求、编写工艺卡等。 自由锻造特点 1)软件自动计算功能极大地提高工作效率： 软件可自动给出下料重量、锻件重量、及零件重量，十分迅速，使您省 去繁琐的计算和查询手册的工作，极大地提高您的效率，60秒就可以轻松完成一张完整的工艺卡。 软件还具有的锻件锻前加热规范、锻后热处理工艺，给工艺人员在做热处理工艺时一个很好的参考依据。一个工艺工程师可以做几个人的工作量，可以节约很多人力资源成本。 2)特殊图形和工艺： 任何复杂图形及特殊的工艺都可以利用软件的制图功能进行自行制作并可以储存，锻造工艺却可以自动生成，也可以自行修改工艺。 3)准确的材料利用率： 锻前就可以准确地给出热耗和工艺损耗(函数程序准确计算的)，可以使您在锻打产品前就可以给出材料的成本核算，利于您的准确报价。 4)多级台阶轴的优化和法兰胎膜制作功能： 多级台阶轴可以预先模拟出几种各级的锻件图形进行比较，可以很直观地观察出哪一种方案最佳，取最佳方案进行锻打，法兰胎膜制作功能，在实际使用中效果也很显著，锻件还列有锻打工步可作为工人师傅的锻打依据。 5)减少了材料的浪费： 避免新产品的反复试验工艺而造成损失;避免人为因素的失误和错误而造成损失;准确的材料重量计算可以提高材料利用率。 6)强大的自动计算和数据功能： 软件包含的几十类数千种锻件的工艺、数万种材料牌号、各类技术要求、所有吨位的锻锤和水压机、图形的参数化都会给您带来极大的方便(避免繁琐的手册查询工作)。 7)方便管理及有利于提高企业形象： 工艺卡片可以根据您的客户分类而自动存贮在软件里，可以随时调用，不用另存其他地方，便于管理者和工艺人员查看。规范化的设计和管理，也利于提高企业形象。 8)软件具有很强的升级功能： 随着贵公司的工艺水平的改进、或者各个时期不同工艺都可以取精华编制在软件里，使公司里锻造工艺具有连续性和升级性，不至于使工艺人为流失。 9)操作简单： 使用十分方便，即使不熟悉计算机的人，也能很容易掌握;不用另制作工艺卡，可以直接用打印机打出和分类保存在电脑里。 结论 锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松及焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。 锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。 参考文献 [1]刘润广，锻造工艺学，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002. [2]林法禹，特种锻压工艺，北京：机械工业出版社，1991. 看了“锻造成型技术论文”的人还看： 1. 材料成型控制技术论文 2. 材料成型新技术论文 3. 材料成型论文 4. 粉末冶金件成型技术论文(2) 5. 论材料成型及控制工程专业建设论文
《钛铝基金属间化合物》（中南工业大学出版社1998年）《粉末注射成形流变学》（中南大学出版社2001年）《生物材料学》（科学出版社2004年）《高性能炭/炭航空制动材料的制备技术》（湖南科学技术出版社2010年） 《炭陶制动材料的研究与应用》（2006全国摩擦学学术会议 ）《不同服役条件下冷凝器白铜管的腐蚀特性》（第十届全国青年材料科学技术研讨会）《纳米90W-7Ni-3Fe复合粉末的熔化点降低特性》（第十届全国青年材料科学技术研讨会）《低成本粉末冶金Ti-Fe-Mo-Al-Nd合金的研究》（第十二届全国钛及钛合金学术交流会） 黄伯云多年来发表期刊论文七百多篇，后期论文主要有：《Surface adsorption phenomenon during the preparation process of nano WC and ultrafine cemented carbide》（2007年 25卷 2期 INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRACTORY METALS & HARD MATERIALS）《不同刹车压力下C/C复合材料的摩擦性能与摩擦面研究》（ 2007年 25卷 2期 润滑与密封）《低温化学气相渗透法制备Cf/TaC复合材料的研究》（2007年 22卷 02期无机材料学报）《建立当代中国大学自主创新体系》（2007年 22卷 01期 中国钨业）《钨基合金穿、破甲材料的研究进展》（2007年 22卷 01期中国钨业）《Friction and wear behaviors and mechanisms of Fe and SiO2 in Cu-based P/M friction materials》（2007年 262卷 9-10期 WEAR）《Synthesis of tungsten oxide tapered needles with nanotips》（2007年 303卷 2期 JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH)
“祖国需求”、“自主创新”，是黄伯云使用频率最高的关键词。 “赶超世界先进水平”、“服务国家利益”，是黄伯云科学研究始终不渝的方向和目标。 在新材料领域，黄伯云已经探索了30多年。他的研究成果在不少方面满足了“国家的急需”，特别是航空制动材料的急需，解决了诸多关键技术问题。 第一名的成绩考取出国研究生 1964年，来自洞庭湖畔的黄伯云以优异成绩考入中南矿冶学院特种冶金系，迈出了成就科学家梦想的第一步。可是大学才读了一半，“文化大革命”开始了。他渴望读书，渴求知识，但又怕打成“白专”典型，只好躲进图书馆、躲到校园后的岳麓山、躲回老家去读点书。1969年毕业后，留校从事科研和教学。 当时，他选择稀土磁性材料为研究方向。这项研究不仅具有重要的理论价值，而且对国家的经济建设和国防事业有着十分重要的实用价值。他与同伴们克服了条件差、经费不足等困难，日夜奋战，主持研制了钐-钴和铈钴铜铁粉末冶金材料，并成功应用于我国人造卫星的关键通讯器件中，受到中共中央、国务院、中央军委的嘉奖。 科研的首次成功，不仅使黄伯云从此与新材料结下了不解之缘，而且增添了他献身祖国科技事业的信心和决心。1978年，他以学校总分第一名的成绩考取出国研究生，经过一年多的培训后，于1980年留学美国。 第一个留学归国的博士后 1988年9月3日，新华社电讯：黄伯云留美8年成就显著，博士后回国创业。消息虽短，影响却不寻常。因为黄伯云是我国改革开放后第一个在美国完成硕士、博士、博士后学习的归国留学人员。 在美国求学期间，黄伯云就常常提醒自己：“我是一个中国人。我的言行、我的成功与否代表着中国。”正是这种民族自尊心、自信心，激励着他奋发向上，不甘落后。 抵美不久，导师交给黄伯云一项几位研究生做了多年而未解决的难题。按照导师的要求，他做了第一批实验，但结果不理想，于是接着做第二批。为了尽快取得满意的实验结果，他几乎每天工作到深夜。 1980年的圣诞之夜，同事们都度假去了，黄伯云仍在实验室忙碌。午夜过后，系主任威尔德教授因急事来到实验室。当他看到圣诞之夜只有黄伯云一个人还在紧张工作后，被中国人的勤奋精神所打动，禁不住连声称赞，并为黄伯云后来的研究工作提供了许多方便。两个月后，黄伯云终于找到了解决问题的关键。导师看到实验结果后十分惊喜，称“这是一个重大进展”，不久便提出让黄伯云读他的博士研究生，并亲笔写信给中国教育部：“黄先生有出色的研究才能，Iowa州立大学愿为他提供全部奖学金，为其攻读博士学位。”我国教育部很快给予了肯定的答复，黄伯云提前攻读博士学位。 身在大洋彼岸，心系祖国发展。1984年，黄伯云从美国一份专业报纸上了解到，美国的计算机发展很快，他们的VaX系统非常先进，联想到美国的繁荣和我国的落后，他意识到：科学技术对国民经济和社会发展的推动作用越来越重要，谁走到了科技的前头，谁发展就快。但光感叹没有用，要靠一个一个“中国人”自己去奋斗，一项一项去赶超。于是，他暗暗地给自己定了目标：我研究材料科学，就一定要搞出自己的东西，使中国的材料科学赶超世界先进水平，为国家的发展作出贡献。 带着这个愿望，黄伯云谢绝了许多国外知名企业的重金聘请和名牌大学的高薪挽留，毅然携妻带女，回到了祖国，回到了母校原中南工业大学。 第一流的粉末冶金专业学科综合基地 回国不久，黄伯云被任命为粉末冶金研究所所长，尔后又兼粉末冶金国家重点实验室主任、粉末冶金国家工程研究中心主任，主持新材料的研究工作。 “科学研究要放在国家的层面上，解决国家的大问题，解决民族的大问题。”这是黄伯云确定科研方向、选择科研课题的思想基础和行为准则。即使要忍受长时间的寂寞，要付出百倍的艰辛，甚至要承担失败的风险，但“为了国家的大事，再硬、再难的项目也要干”。从原中南工大到现在的中南大学，每年要承担几十项国家有色金属材料重点科研与试制项目，其中大部分是国家急需的项目，而且往往是难度很大的“硬骨头”。黄伯云组织一大批中青年学术骨干，经过数年的日夜奋战，啃下了一个又一个“硬骨头”，在金属间化合物、粉末冶金注射成型及先进航空航天制动材料等多个领域取得了创新成果。 TiAl基合金是一种非常有发展前途的航空航天用轻质高温结构材料，但室温脆性和难加工性一直是世界科学家想解决的难题。黄伯云主持国家“863”高技术新材料TiAl基合金研究工作后，创造性地提出了“TiAl基合金快速变形细化晶粒”新技术，使该材料的室温拉伸延性提高到5%%，达到当时国内外所报道的最高水平。 粉末冶金注射成型技术是当今世界新材料领域的前沿课题。经过多年的努力，由黄伯云主持的该项研究取得重大突破，现已建立起一条具有世界一流水平的高技术产品中试线，其制品已应用电子、通讯、机械、国防等行业。 1998年，作为项目主要实施者，黄伯云研制了“高性能粉末冶金飞机制动材料”，实现了某型号飞机刹车材料的国产化，其产品性能和使用寿命均优于国外同类产品，不仅满足了国防建设的急需，也为国家节省了大量外汇。 在黄伯云的直接领导和感召下，粉末冶金研究院造就了一批心系国家、能啃“硬骨头”的科技攻关能手，培养了大量的高技术新材料专业人才，现已建设成为世界第一流的粉末冶金专业学科综合基地。 第一个想到的是国家的急需 在几十年的科研生涯中，黄伯云强调和坚持最多的就是原始性创新和集成创新。认为只有拥有自主知识产权，才能打造民族品牌产品；只有掌握核心技术，才能促进经济持续发展，保障国家战略安全。从20世纪70年代开始，黄伯云主持的科研项目都有自主创新的亮点：主持研制的钐-钴和铈钴铜铁粉末冶金材料，成功应用于我国人造卫星的关键通讯器件中；发明了“TiAl基合金快速变形细化晶粒”新技术快速变形细化晶粒技术：研制了“高性能粉末冶金飞机制动材料”…… “高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术”是黄伯云率领的创新团队重大的自主创新。炭/炭复合材料是新一代航空制动材料，性能好、寿命长，可在3000°C高温环境中使用，比重仅为钢铁的1/4，代表了当今航空制动材料的发展方向，也是一种高难度制备技术材料，世界上只有美、英、法掌握了这种技术。黄伯云率领的团队，不仅冲破了技术封锁，而且走出了一条与国外完全不同的技术路线，建立了全新的、完整的高性能炭/炭复合技术体系，其关键技术处于世界领先水平：在理论上发现了CVI微区气氛原子堆积和摩擦膜形成的微观机理；在国内外首次设计并采用全炭纤维预制体，突破了国外的预氧丝预制体模式；首创了逆定向流-径向热梯度CVI热解炭沉积技术。这是一项集成创新，目前已形成国家发明专利9项，研发了具有自主知识产权6大类共30台成套关键工艺设备。 承担“高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术”研制项目时，黄伯云已经在粉末冶金材料领域取得了令人瞩目的成就，而“高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术”是高难度的课题，不少科技发达的国家多年研究没有成功。困难重重，甚至有功败名毁的风险，但中国人不掌握这门技术，国家的航空战略战略安全就会永远受制于人。为了解决国家的急需，黄伯云领衔承担了这个国家重大项目。其间有多次失败，几千万元的投入后还看不到好的结果。 黄伯云和课题组成员承受着巨大的压力。然而这时他第一个想到的是国家的急需和自己的责任。失败了，找原因，寻求新的对策；成功了，再探寻提升的方法。黄伯云终于让无数个看不见、摸不着的炭原子听从科学家的指挥，在炭纤维有序排列，形成了完整的“高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术”。 第一个走出实验室 黄伯云坚信：科研不只是写几篇好论文，也不只是在实验室做出成功的实验，重要的是要把科技成果转化为生产力，创造经济和社会价值，造福人民，这才是完整意义上的科学家。 在担任粉末冶金研究所所长时，黄伯云就提出内部循环和外部循环两个良性循环思路。内部良性循环就是努力抓好研究所内的高技术基础研究和高技术中试开发，开发的收入支持基础研究；外部良性循环就是加强科研与企业的联系，促进科研成果转化为生产力，形成产业，产生规模经济效益。担任校领导后，他在全校全面推行两个良性循环的科学发展思路，采取办学科性公司、与企业联合等多条措施，促进科研成果的转化。 ■新闻背景 飞机的起降和滑行离不开刹车副。目前，国际上使用的航空刹车副有金属盘和炭／炭盘两种。而高性能炭/炭航空制动材料是以炭纤维为增强体、炭为基体的先进复合材料，具有密度低、性能好、寿命长等特点，代表了当今航空制动材料的发展方向。由中国工程院院士、中南大学校长黄伯云主持发明的“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”，打破了国外在这方面的技术封锁，成为继英、法、美之后第四个拥有该制造技术和生产该类高技术产品的国家，实现了我国高性能航空制动材料的国产化，对确保国家航空航天战略安全具有重大意义，而且其关键技术达到了国际领先水平。
一生只做一件事，造出国产大飞机的刹车片！
李元元长期从事材料加工工程和机械工程领域的教学、科研工作，主要从事材料加工工程专业、机械制造及其自动化专业的教学、科研及产业化工作，研究方向是：高性能有色合金材料的制备与成形，高性能粉末冶金材料含复合材料的制备与精密成形，难加工材料的切削加工技术，金属新材料成形过程的数值模拟与动态仿真，粉末冶金温压成形技术及其成套设备，精密制造技术及计算机应用，现代加工技术及其质量控制等。其在高性能粉末冶金材料和有色合金材料的制备成形理论与技术研究、材料-工艺-装备-产品一体化和工程化等方面取得多项重要成果，推动了行业的技术进步，提升了中国的国防实力。李元元曾先后主持承担国家自然科学基金重点和面上项目、国家九五科技攻关、国家八六三高技术研究、国家军品配套、国家火炬计划等国家级项目18项，部省级项目23项，国防军工项目12项，主持和参加其他项目46项。截至2014年统计，李元元获授权发明专利55项，其中已投入实施专利29项、 实用新型专利7项、软件著作权3项。李元元在粉末冶金和有色合金材料制备、成形理论与技术的应用基础和工程化的研究领域形成了学术特色和专业优势：他发展和创新了粉末冶金温压成形理论和技术、电磁热力多场作用下粉末成形固结一体化理论和技术，研制出多种高性能粉末冶金新材料和重要零件；较系统地揭示了粉末成形致密化机制，首次建立了有孔隙连续体粉末冶金材料压制过程数值模型；初步形成了高性能高精度钢铁基粉末冶金材料及零件的成形理论和新技术。他还提出了快速凝固-球磨-粉末热挤压制备铝合金基复合材料及其零件、球磨混粉-温压成形-液相烧结制备钢铁基复合材料及其零件的新方法，并且揭示了上述材料的成形规律，组织结构特征，强化、断裂和摩擦磨损机制。系统揭示了铝青铜、锌合金、镁合金的成分、组织与性能的内在关系，提出了以上合金的设计原则和实现强韧化的新方法。 “高性能钢铁基粉末冶金材料含复合材料的制备、成形及其应用”、“高性能高硅铝合金基复合材料及其制备技术”、“特殊用途用新型高强耐磨铜合金”、“高强度耐磨锌合金（ZMJ）电梯曳引机、减速机蜗轮铸件”等10项成果，先后通过了教育部、广东省科技厅组织的科技成果鉴定，专家鉴定结论均为：达到了国际先进水平，部分指标达到了国际领先水平。同时，研制开发了六大类新材料及其零件，已广泛应用于汽车、摩托车、机械、轻工、冶金、家电、办公机械、国防军工等行业，为国家和企业创造了显著的经济效益和社会效益。 自1982年6月开始在湖南大学任教起，李元元一直从事材料工程学科教研教学工作。1982年至1994年期间先后在湖南大学机械系、华南理工大学机械系、机电工程系任教，1998年获批为博士生导师。 2003年至2011年担任华南理工大学校长，2011年由中共教育部党组任命为吉林大学委员会常委并担任校长 。其指导培养了博士后7名、博士生25名、硕士生27名。 李元元累计发表科研学术论文216篇，其中SCI收录132篇，EI收录222篇，ISTP收录39篇；出版专著2部、教材1部，主编、参编著作3部。■主要论文1、Effect of deformation temperature on microstructures and properties of 7075/6009 alloy；《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》2009年05期 ；1037-10432、镁合金的发展动态和前景展望；《特种铸造及有色合金》2004年01期；14-17+853、放电等离子烧结-非晶晶化法合成钛基块状非晶复合材料；《中国有色金属学报》2011年10期；2305-23234、粉末冶金高致密化的新途径；《材料导报》2003年11期；5-85、温压工艺及其关键技术；《机械工程材料》2001年01期；18-216、产业化温压设备中的加热系统；《粉末冶金工业》2000年06期；14-187、粉末冶金高致密化成形技术的新进展；《粉末冶金材料科学与工程》2005年01期；1-98、Al-Cu-Mg-Zn合金相变储热材料热循环稳定性研究；《热加工工艺》2012年22期；107-1099、粉末包套挤压非稳态流动过程的数值模拟《现代制造工程》；2002年05期；9-10 10、大塑性变形-反应烧结TiAl合金的高温压缩屈服强度；《稀有金属材料与工程》2004年03期；289-292■主要专著1、《金属粉末温压成形原理与技术》2、《新型材料与科学技术·金属材料卷》3、《机械工程概论》 1、国家科学技术进步奖二等奖2项（第一完成人）项目：高强韧耐磨铝青铜合金的研制及其应用（J-215-2-09） 2010年 项目：高性能铁基粉末冶金零件成形系列技术及其应用 （J-215-2-01）2004年 2、部、省科技一等奖4项（其中3项为第一完成人）、二等奖2项（第一完成人）、三等奖3项（其中2项为第一完成人）3、广东省“火炬”二等奖1项4、广州市科技进步一等奖1项5、中国专利优秀奖1项6、广东省专利金奖1项7、国家级教学成果一等奖1项、二等奖2项。 科研行业 2001——2011年任第六、第七届中国科协委员 第八届国家自然科学基金委员会学科评审组成员教育部第四、第五届科学技术委员会学部委员教育部学科发展与专业设置专家委员会委员中国金属学会材料科学学会常务理事第六届中国材料研究学会副理事长 第十届中国机械工程学会理事 中国机械工程学会铸造分会副理事长、粉末冶金分会副理事长中国有色金属学会粉末冶金委员会副主任委员粉末冶金国家重点实验室学术委员会委员中国机械工程学会失效分析学会特聘专家全国青年联合会第九届委员会常委第八届广东省青联副主席广东省科学技术协会常委广东省机械工程学会铸造分会理事长广东省机械工程学会常务理事广州市科技副主席广州市机电工程学会常务理事广州市机电工业行业协会顾问 杂志期刊 《中国有色金属学报》编委《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》编委《中国机械工程》编委《特种铸造及有色合金》编委会副主任《铸造》编委会副主任委员《CHINAFOUNDRY》（英文版）编委会副主任《华南理工大学学报》（自然科学版）主编《粉末冶金材料科学与工程》副主编《Wear》、《Materials Research Bullitin》审稿人 政界 1998年至2003年第九届全国人大代表 2013年当选为第十二届全国人大代表 1999年入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”， 2003年获国家杰出青年科学基金资助。1991年被评为广东高校“七五”期间先进科技工作者，1991年被评为广州百名教育新秀，1992年获评为国务院特殊津贴专家，1993年获得广东省第三届丁颖科技奖，1994年荣获第四届中国青年科技奖，1995年被评为第二届广东省十大杰出青年，1995年荣称广东省南粤教书育人优秀教师，1995年获得光华科技基金三等奖，1996年被评为广东省高校优秀党员、广东省优秀中青年专家，2001年荣获广东省高校“千百十工程” 先进个人优秀奖，2002年获得广东省高校“千百十工程”先进个人称号，2002年入选广东省高校“千百十工程”国家级培养人选、教育部高等学校优秀骨干教师，作为负责人所带领的学科团队先后被评为广东省先进集体、教育部创新团队、广东省自然科学基金优秀团队、广东省高校第一批“千百十工程”先进团队， 2005年被英国格拉摩根大学授予“名誉科学博士”。
1、cta materialia 材料学报 751C0006 英国 2 、Synthetic metals 合成金属 751LD053 瑞士 3、 Scripta materialia 材料学刊 751C0009 英国 4、 Applied surface science 应用表面科学 539LB051 荷兰 5 、Metallurgical and materials transactions．A，Physical metallurgy and materials science 冶金学与材料汇刊．A辑，物理冶金学与材料科学 751B0002-1 美国 6、 Journal of alloys and compounds 合金与化合物杂志 764LD001 瑞士 7、 International materials reviews 国际材料评论 751C0011 英国 8、 Intermetallics 金属间化合物 751C0069 英国 9、 Materials transactions 日本金属学会材料汇刊 751D0055 日本 10、 JOM 矿物、金属与材料学会会刊 764B0001 美国 11、 Metallurgical and materials transactions．B，Process metallurgy and materials processing science 冶金学与材料汇刊．B辑，生产冶金学与材料处理科学 751B0002-2 美国 12、 Zeitschrift fÜr Metallkunde 金属学杂志 751E0003 德国 13、 ISIJ international 日本钢铁学会杂志国际版 752D0054 日本 14、 日本金属学会志日本金属学会志 751D0053 日本 15、 International journal of refractory metals and hard materials 国际高熔点金属与硬质材料杂志 751C0019 英国 16、 Materials characterization 材料特性 751B0010 美国 17、 Hydrometallurgy 湿法冶金学 75lLB001 荷兰 18 、铁と钢 铁和钢 752D0001 日本 19、 Journal of phase equilibria and diffusion 相平衡与扩散杂志 751B0012 美国 20、 International Journal of powder metallurgy 国际粉末冶金杂志 751B0007 美国 21、 Ironmaking ＆steelmaking 钢铁冶炼 752C0003 英国 22、 Powder metallurgy 粉末冶金学
1982年毕业于中南工业大学（现中南大学）粉末冶金专业，获学士学位，1984年获硕士学位，1986年至1988年由国家教委选派留学加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）金属及材料工程系，1992年获中南工业大学金属材料专业博士学位，同年10月破格晋升为教授。曾任中南工业大学粉末冶金研究所所长助理、总工程师、第一副所长，粉末冶金国家重点实验室副主任等职。先后主持了国家自然科学基金、973计划、863计划、国家重点军工科研项目、国际合作项目等20 余项重要科研课题，在粉末注射成形技术和金属间化合物等方面作出了显著成绩。曾获省部级以上科技进步奖励8项，国家发明专利6项，合作出版著作2部，在国内外公开发表学术论文150余篇。1994年被评为中南工业大学首届十佳青年教师，1995年入选中国有色金属工业总公司首批跨世纪学术和技术带头人培养计划（第一层次），1996年被授予湖南省首届十大杰出青年科技工作者的称号，同年入选国家教委跨世纪优秀人才培养计划和国家人事部百千万人才工程，1997年获第五届中国青年科技奖，同年被评为全国优秀科技工作者,1999年获 湖南省青年科技奖。学术兼职主要有：中国材料研究学会理事，中国材料研究学会青年委员会常务理事、副主任，美国粉末冶金学会（APMI INTERNATIONAL）高级会员，中国金属学会粉末冶金分会主任委员，中国体视学学会材料科学分会副理事长；《粉末冶金材料科学与工程》、《粉末冶金工业》和《粉末冶金技术》杂志副主编，《中国体视学与图象分析》、《中国钼业》、《中国高等学校学术文摘－材料科学》、《硬质合金》、《无机非金属材料》等杂志编委；粉末冶金国家重点实验室（中南大学）、教育部高温材料及高温测试开放实验室（上海交通大学）、广东省金属新材料制备与成形重点实验室（华南理工大学）学术委员会委员委员，湖南大学客座教授，华南理工大学顾问教授；多次担任相关国际学术会议组织委员会、学术委员、国际联络会委员，秘书长，分会主席，特邀报告人等职。
机械工程学报，很多大学的学报都是的，看看师兄师姐都发哪里的文章，也看看老板的意思，学术界人脉还是很重要的
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