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[发明专利]提高Al-Mg-Si-Zn系铝合金或其复合材料时效硬化能力的热处理工艺-CN202011032965.0有效
发明人：王东;朱士泽;肖伯律;王全兆;马宗义 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2020-09-27 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： C22F1/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高Al‑Mg‑Si‑Zn系铝合金或其复合材料时效硬化能力的热处理工艺，属于铝合金和金属基复合材料的热处理技术领域。该热处理工艺为：固溶淬火后，依次对所述铝合金或其复合材料进行高温人工时效以及低温人工时效处理。在高温人工时效中，Mg2Si相及其过渡相形成，提高Al‑Mg‑Si‑Zn系铝合金或其复合材料的强度硬度。在低温人工时效中，Zn元素带动Mg、Si元素继续析出，进一步提高Al‑Mg‑Si‑Zn系铝合金或其复合材料的硬化响应。本发明所述热处理工艺进一步挖掘了Al‑Mg‑Si‑Zn系铝合金或其复合材料的时效硬化能力，解决了所述铝合金或其复合材料时效硬化能力不足的问题。
提高 al mg si zn 铝合金复合材料时效硬化能力热处理工艺

[发明专利]一种高性能铜铬锆合金板材的轧制方法-CN202111186941.5有效
发明人：倪丁瑞;王砚东;薛鹏;吴利辉;肖伯律;马宗义 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2021-10-12 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： C22F1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种高性能铜铬锆合金板材的轧制方法，属于铜合金加工技术领域，具体实施步骤如下：(1)固溶处理，(2)欠时效预处理，其硬度应保持在峰时效硬度的80％‑90％，导电率应保持在峰时效态导电率的80％‑90％,(3)轧制处理，(4)峰时效后处理。充分发挥析出相在增殖位错、细化晶粒、降低体系能量方面的优势，与传统的固溶态轧制和峰时效态轧制相比，相同变形量下，本发明的延伸率和导电率得到保持，强度显著提高；与传统的多级轧制和时效工艺相比，本发明在更小变形量、更低能耗、更短流程下获得相似的力学和导电性能。采用本发明的变形热处理方法，周期短、能耗低、强化显著，在工业化生产中具有很大的应用价值。
一种性能铜铬锆合金板材轧制方法

[发明专利]实现钛合金焊接接头整体均匀超塑性成型的搅拌摩擦焊接工艺与超塑性成型工艺-CN202110259444.7有效
发明人：吴利辉;倪丁瑞;马宗义;薛鹏;肖伯律 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2021-03-10 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种实现钛合金焊接接头整体均匀超塑性成型的搅拌摩擦焊接工艺与超塑性成型工艺，属于金属材料的焊接与超塑性成型技术领域。本发明采用直径较小的工具轴肩，采用导热性较快的垫板，在较低热输入下对Ti‑6Al‑4V钛合金进行搅拌摩擦焊接，焊核得到由初始等轴α相+二次片层α相组成的混合组织。在一定的温度与拉伸应变速率下，焊核呈现良好的超塑性，且流变应力几乎与母材相同；整体接头具有超塑性，且整个接头中各个区域均匀变形，呈均匀减薄特征，成型后接头每个区域的组织变得均匀相似。本发明可显著提高钛合金整体焊接接头的超塑性性能，实现整体接头均匀超塑性成型，并提高超塑性成型构件的组织均匀性和力学性能均匀性。
实现钛合金焊接接头整体均匀塑性成型搅拌摩擦工艺

[发明专利]一种大尺寸块体超细晶金属材料的固态增材制造方法-CN202210285213.8在审
发明人：薛鹏;刘明;王贝贝;倪丁瑞;吴利辉;张昊;肖伯律;马宗义 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2022-03-22 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种制备大尺寸块体超细晶金属材料的固态增材制造方法，属于金属材料的制备领域。该方法首先将金属基板刚性固定，可对其进行多道次的搅拌摩擦加工；其次将增材金属板材固定于机械加工铣平的基板上，采用相同的加工路径及加工参数进行逐层累积搅拌摩擦搭接焊接，最后机械加工去除多余材料。加工过程中可将金属板材浸没在水中并伴随辅助冷却，降低加工区热输入以实现晶粒细化。该方法在搅拌摩擦加工工艺基础上，结合分层叠加的方式实现大尺寸块体金属材料的固态增材制造，不会产生熔化凝固的冶金缺陷，可以获得具有均匀的超细晶结构和优异力学性能的金属材料，所涉及的方法具有简单、便捷和成本低廉的优点。
一种尺寸块体超细晶金属材料固态制造方法

[发明专利]一种金属基复合材料双尺度耦合有限元模拟方法-CN202111534790.8在审
发明人：张峻凡;肖伯律;马宗义;昝宇宁;刘振宇;王全兆;王东 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2021-12-15 - 公布日： 2022-03-25 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种金属基复合材料双尺度耦合有限元模拟方法，属于金属基复合材料变形工艺模拟技术领域。该方法通过数据库将金属基复合材料构件尺度模拟和增强体尺度模拟进行耦合，利用构件尺度模拟结果为增强体尺度模拟提供边界条件等数据，利用增强体尺度模拟为构件尺度模拟提供本构关系和刚度矩阵等数据，利用数据库连接增强体和构件两个尺度，以提高增强体尺度模拟的可复用性，提高计算效率。本方法实现了金属基复合材料在塑性加工过程中的双尺度耦合模拟，利用该双尺度耦合模拟方法可分析变形过程中两个尺度的流动变形行为，可辅助金属基复合材料塑性加工工艺设计，缩减工艺和模具设计的成本和周期。
一种金属复合材料尺度耦合有限元模拟方法

[发明专利]颗粒增强铝基复合材料大尺寸坯锭的粉末冶金制备方法-CN202011073867.1有效
发明人：王全兆;马宗义;王东;肖伯律;倪丁瑞 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2020-10-09 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： C22C1/05 文献下载
摘要：本发明涉及一种颗粒增强铝基复合材料大尺寸坯锭的粉末冶金制备方法，其特征在于，将陶瓷颗粒和铝基体粉末混合均匀后装入金属包套内封焊，并焊接抽气管；将装有混合粉末的包套放入模具内，装入普通空气电炉加热，并采用真空抽气装置在炉外对抽气管进行抽气；待除气和加热保温完毕后，将装有混合粉末及包套的模具移至压机下热压复合；模具冷却后，从模具内取出坯锭，去除包套，获得大尺寸复合材料坯锭，制备所得坯锭直径Φ400mm～Φ2000mm。采用该方法可解决现有传统粉末冶金法依赖昂贵真空热压炉或热等静压炉且无法制备特大尺寸复合材料坯锭的限制。制备出的复合材料可进行锻造、挤压和轧制等变形加工，也可直接切割加工目标零件。
颗粒增强复合材料尺寸粉末冶金制备方法

[发明专利]一种制备高强韧铝硅系合金或其复合材料的激光增材与热处理复合工艺-CN202011308121.4有效
发明人：张昊;倪丁瑞;马宗义;赵泓博;肖伯律;王东;王全兆;薛鹏 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2020-11-20 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种高强韧铝硅系合金或其复合材料的激光增材与热处理复合工艺，属于金属材料技术领域。该工艺首先在薄铺粉、低功率、高速度、外加风冷的参数配合下对铝硅系合金及其复合材料进行激光选区熔化打印，获得了过饱和固溶体的组织；之后对过饱和固溶体进行低温的时效热处理，最终得到保留打印态精细结构同时含有细小增强相的高性能样品。本发明可以显著提升铝硅系合金及其复合材料的强度和塑性，以AlSi10Mg为例，经本制备工艺处理后强、塑性均优于目前工业上应用的同体系打印件性能，所涉及的方法具有可制备复杂多孔形状结构件、材料利用率高、生产效率高、生产流产短、简单、安全、无污染和经济的优点。
一种制备强韧铝硅系合金复合材料激光热处理复合工艺

[发明专利]一种高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备工艺-CN202011075947.0有效
发明人：王东;王全兆;马宗义;肖伯律;倪丁瑞 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2020-10-10 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： C22C1/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备工艺，属于铝基复合材料技术领域。该工艺采用粉末冶金法，将SiC颗粒表面低温氧化处理后，将SiC颗粒、铝合金粉末、镁粉均匀混合后，装入模具，冷压后，分别在低温和高温热压烧结。本发明通过SiC颗粒表面低温预氧化、添加镁粉作为助烧剂、分步热压等工艺相结合的方法，可有效促进SiC颗粒与铝基体的润湿性，增强两者的界面结合，消除界面附近孔洞缺陷，大幅提升材料致密度和性能，同时降低热压压力，减少模具成本和对大型设备的依赖性，大幅降低材料制备成本，提高高体分SiC/Al坯锭尺寸，实现高致密度、高性能、高体分SiC/Al低成本制备。
一种体积分数碳化硅颗粒增强复合材料制备工艺

[发明专利]一种高温结构功能一体化Mg(Al)B2-CN202010206265.2有效
发明人：马宗义;昝宇宁;肖伯律;王全兆;周杨韬;王东 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2020-03-23 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： C22C1/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温结构功能一体化Mg(Al)B2和B4C共增强铝基中子吸收材料及其制备方法，属于中子吸收材料和铝基复合材料技术领域。该方法优化了基体合金成分，通过B4C颗粒预氧化增加其润湿性，并通过升温‑加压至规定致密度‑慢速升温控制原位反应‑再次加压实现致密化，通过规定两次加压后的致密度和原位反应时的升温速度，来控制烧结过程中液相的含量以及均匀分布，从而制备出高温结构功能一体化中子吸收材料。本发明通过相应的热压温度和升温速度调控来控制热压烧结过程中的液相含量，使界面反应持续、可控、彻底地进行，直至最终Mg元素耗尽、液相消失，即完成瞬时液相反应烧结过程。所得材料中，纳米Mg(Al)B2弥散分布在基体内，显著增强材料高温性能。
一种高温结构功能一体化 mg al base sub

[发明专利]一种实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺-CN202010283748.2在审
发明人：薛鹏;倪丁瑞;马宗义;吴利辉;肖伯律;张振 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2020-04-13 - 公布日： 2021-10-22 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种实现异种材料连接的差厚法搅拌摩擦焊接工艺，属于异种材料焊接技术领域。该工艺采用低熔点金属厚度大于高硬度/高熔点材料厚度的方式，并完全偏置搅拌针，避免焊接工具的磨损和断裂，同时利用较高的工具转速和/或大的轴肩压下量提高热输入促进异种材料之间的冶金结合。本发明工艺解决了现有技术中异种材料连接时焊缝难以成形、焊接质量差、焊接工具损伤、成本高等问题。本发明可以明显提高异种材料焊接接头的力学性能，尤其适用于低熔点金属(铝、铝合金、镁、镁合金等)和高硬度/高熔点材料(钢、钛合金、铜合金、非晶、陶瓷)之间的焊接。
一种实现材料连接差厚法搅拌摩擦焊接工艺

[发明专利]一种实现异种材料连接的增材法搅拌摩擦焊接工艺-CN202010283871.4在审
发明人：薛鹏;倪丁瑞;马宗义;吴利辉;肖伯律;张振 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2020-04-13 - 公布日： 2021-10-22 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种实现异种材料连接的增材法搅拌摩擦焊接工艺，属于异种材料焊接技术领域。该工艺采用在焊接板材上方添加低熔点金属薄板的方式，并完全偏置搅拌针，避免焊接工具的磨损和断裂，同时控制热输入，从而实现异种材料之间的冶金结合。本发明可以明显提高异种材料焊接接头的力学性能，解决现有技术中焊缝难以成形、焊接质量差、焊接工具损伤、成本高等问题。尤其适用于低熔点金属(铝、铝合金、镁、镁合金等)和高硬度/高熔点材料(钢、钛合金、铜合金、非晶、陶瓷)之间的焊接，且适用于板材、型材、管材等多种结构形式的焊接。
一种实现材料连接增材法搅拌摩擦焊接工艺

[发明专利]一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法-CN201910122006.9有效
发明人：吴利辉;马宗义;肖伯律;薛鹏;倪丁瑞 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2019-02-19 - 公布日： 2021-10-22 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法，属于钛合金焊接技术领域。该方法先将待焊钛合金板材在纯氢气氛中进行置氢处理；然后对置氢的钛合金板材进行搅拌摩擦焊接，使焊核具有细小的片层结构；再对搅拌摩擦焊接后的接头焊核、母材局部和整个焊接接头进行超塑性拉伸变形，从而实现钛合金工件的整体超塑性成型加工。本发明可明显提高钛合金焊接接头的超塑性，降低超塑性温度和流变应力，大大降低钛合金接头的超塑性成型难度和焊接成本，并提高超塑成型构件的力学性能，可实现整个接头的超塑性成型。尤其适用于钛合金的焊接接头的超塑性成型、高温成型，可应用于制备航天航空等领域的大型钛合金整体构件、局部成型构件等。
一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能加工方法

[发明专利]具有非均匀结构的高强韧碳纳米管增强铝复合材料及其制备方法-CN201911043948.4有效
发明人：刘振宇;马宗义;肖伯律;王全兆;王东;倪丁瑞;张星星 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2019-10-30 - 公布日： 2021-07-30 - 主分类号： C22C1/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有非均匀结构的高强韧碳纳米管增强铝基复合材料及其制备方法，属于复合材料制备技术领域。采用在球磨过程中先预磨高含量的碳纳米管/铝复合材料粉末，再每隔一段时间添加较低含量的碳纳米管/铝复合材料粉末球磨，最后添加铝合金粉末，由此在冷焊作用下复合材料微区形成碳纳米管含量的梯度变化。此外，由于后加入的复合材料粉末经历球磨时间短，晶粒细化程度小，从而形成微区的晶粒尺寸梯度分布。将粉末进行后续致密化及二次加工得到最终的复合材料，表现出远高于均匀结构复合材料的强韧性。
具有均匀结构强韧纳米增强复合材料及其制备方法

[发明专利]一种高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法-CN201711291925.6有效
发明人： 肖伯律;昝宇宁;马宗义;王全兆;刘振宇;王文广 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2017-12-08 - 公布日： 2021-06-25 - 主分类号： B22F9/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法，属于金属基复合材料领域。该方法步骤为：(1)将金属粉末与部分增强相的混合粉末进行球磨处理；至金属粉末中的晶粒全部达到超细晶之前停止球磨；(2)向经步骤(1)球磨后的粉末中加入剩余的增强相，继续球磨，至增强相被完全分散开时停止球磨；(3)将经步骤(2)球磨后的粉末采用粉末冶金烧结工艺处理后，即获得所述高强韧化金属基复合材料。本发明通过分步添加增强相，使增强相在基体中有序分布。利用增强相对基体的晶粒细化作用调控晶粒分布，形成粗细晶梯度分级结构，从而实现材料的强韧化。该方法不仅可简化工艺流程，而且能同时提高材料的强塑性。
一种强韧金属复合材料粉末冶金制备方法

[发明专利]用于制备具有低自然时效硬度和高人工时效强度铝基复合材料的铝合金和铝基复合材料-CN201911196510.X在审
发明人： 肖伯律;朱士泽;王东;马宗义;王全兆 -专利权人：中国科学院金属研究所
申请日： 2019-11-29 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： C22F1/047 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于制备具有低自然时效硬度和高人工时效强度铝基复合材料的铝合金和铝基复合材料，属于金属基复合材料和铝合金技术领域。所述铝合金的化学成分：Cu：1.5～2.5％；Mg：0.7～1.4％；Si：0.4～0.8％；Al余。向铝合金基体中添加增强相制成复合材料，该复合材料人工时效后强度高于相同增强相含量高强铝合金基(2009Al、2024Al等)复合材料。同时所述铝基复合材料在自然时效态下硬度低、塑性好，可进行冷变形加工而不开裂。该方法制备的铝基复合材料可以在自然时效态下塑性成型，人工时效后服役，从而兼具良好的加工性能及高的服役强度，适合薄壁、形状相对复杂铝基复合材料的生产应用。
用于制备具有自然时效硬度人工强度复合材料铝合金