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[发明专利]一种低成本短流程制备超高温合金棒材的装置与方法-CN202210577531.1有效
发明人：王琪;陈瑞润;丁鑫;方虹泽;郭景杰;苏彦庆;王亮 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-05-25 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： B22D11/11 文献下载
摘要：一种低成本短流程制备超高温合金棒材的装置与方法，它涉及一种制备超高温合金棒材的装置与方法。本发明为了解决现有高温合金制备存在熔炼大尺寸坯锭成本高的问题。本发明的电机通过联轴器与螺旋叶片连接，螺旋叶片穿过箱体并向下延伸，叶片保护罩套装在螺旋叶片上，进料斗的出料端与叶片保护罩连通，水冷铜坩埚固定安在箱体上，螺旋叶片的中心与水冷铜坩埚的中心对齐，加热线圈套装在水冷铜坩埚上，水冷铜坩埚中通有冷却水，水冷铜坩埚中下部嵌有陶瓷管，水冷铜坩埚内放有引料头，引料头穿过箱体的中部平台与抽拉杆相连，抽拉杆穿过镓铟液容器内的镓铟液后与抽拉杆电机相连，电弧枪的枪头对准水冷铜坩埚的中心。本发明用于制备超高温合金棒材。
一种低成本流程制备超高温合金装置方法

[发明专利]一种连续送料超声辅助冷坩埚制备Nb-Si合金涡轮叶片的方法-CN202310918820.8在审
发明人：王墅;徐伟鹏;陈瑞润;陈德志;张效夫;王琪;王亮;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-08-22 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： B22D23/06 文献下载
摘要：一种连续送料超声辅助冷坩埚制备Nb‑Si合金涡轮叶片的方法，涉及航空用涡轮叶片技术领域。本发明为了解决现有涡轮叶片的生产存在制造难度大、制造成本高及电弧熔炼过程中Nb‑Si合金韧性相组织长径比大、铸锭组织粗大且断裂韧性低的问题。本发明的步骤一：将Nb‑Si合金成分按照原子百分比进行配比：步骤二：在连续送料超声辅助冷坩埚制备Nb‑Si合金装置中制备：步骤三：将电弧枪的电流减小为0并关闭，坩埚完全冷却后，打开熔炼炉炉门，取出Nb‑Si合金铸锭叶片；步骤四：观察Nb‑Si合金铸锭叶片充型是否完好，从不同部位取样，对超声处理后的Nb‑Si合金铸锭进行金相观察和断裂韧性测试。本发明用于制备涡轮叶片。
一种连续超声辅助坩埚制备 nb si 合金涡轮叶片方法

[发明专利]一种磁控电弧超声处理的设备和方法-CN202210644050.8有效
发明人：陈瑞润;王墅;王琪;陈德志;王亮;苏彦庆;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-06-08 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： B22D1/00 文献下载
摘要：本发明属于高熔点合金及金属基复合材料技术领域，涉及一种磁控电弧超声处理的设备和方法，包括电弧及线圈控制器、电弧枪控制杆、电弧磁控组件、熔炼炉、坩埚、电弧枪、超声波处理装置、抽真空机构和控制柜，其中超声波处理装置的超声探头与坩埚的底部相靠接。本发明的优点：可对高温合金熔体进行超声处理，并可通过控制尖角磁场的大小进行调控，利用可控制电弧形状及熔池熔深的尖角磁场，调控温度梯度和电弧形状及覆盖位置，进而改变熔体的温度梯度和晶体生长方式，处理不同相区铸锭。
一种电弧超声处理设备方法

[发明专利]一种双相硅化物调控高硅β钛合金强度的方法-CN202211399337.5有效
发明人：方虹泽;孙世臣;陈瑞润;王琪;丁鑫;王亮;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： C22C14/00 文献下载
摘要：一种双相硅化物调控高硅β钛合金强度的方法，本发明涉及一种双相硅化物调控高硅β钛合金强度的方法。本发明的目的是为了解决现有对强度韧性要求较高的复杂钛合金结构件，因形状尺寸复杂无法通过热变形成形进行强韧匹配性调控的问题，本发明设计并调控的β钛合金通过铸造成形和相匹配的热处理工艺，即可在钛合金基体中原位自生形成双相硅化物，并达到强度和韧性优化匹配的效果，所设计成分范围钛合金的抗拉强度在1100～1300MPa之间，韧性在50～67MN·m‑3/2之间，可满足多种复杂钛合金结构件的性能需求，本发明应用于钛合金领域。
一种双相硅化物调控钛合金强度方法

[发明专利]一种高温环境下应用的Al-Co-Cr-Fe-Ni-Ta系高强高熵合金及制备方法-CN202310427355.8在审
发明人：陈瑞润;任浩;杨旭;秦刚;王亮;吴士平;苏彦庆;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： C22C30/00 文献下载
摘要：一种高温环境下应用的Al‑Co‑Cr‑Fe‑Ni‑Ta系高强高熵合金及制备方法，本发明涉及一种高温环境下应用的Al‑Co‑Cr‑Fe‑Ni‑Ta系高强高熵合金及制备方法。本发明的目的是为了解决现有高熵合金强度和硬度低以及高温性能差的问题，本发明一种高温环境下应用的Al‑Co‑Cr‑Fe‑Ni‑Ta系高强高熵合金由Al、Co、Cr、Fe、Ni和Ta元素组成，表达式为(AlCoCrFeNi)100‑xTax，x为2‑6，其中Al、Co、Cr、Fe、Ni为等原子比。采用电弧熔炼方法进行制备，得到的高熵合金在室温下具有高强度和高硬度，而且具有良好的高温性能，在高温环境下具有较高强度。本发明应用于高熵合金领域。
一种高温环境应用 al co cr fe ni ta 高强合金制备方法

[发明专利]利用超声与电磁场制备TiAl半固态材料的装备与方法-CN202211105854.7有效
发明人：王琪;陈瑞润;丁鑫;方虹泽;王亮;苏彦庆;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-09-10 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： C22C1/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种利用超声与电磁场制备TiAl半固态材料的装备与方法，固定片的中间固定有水冷铜坩埚，水冷铜坩埚的中间固定有陶瓷模壳，超声振头的下端顶在陶瓷模壳上，水冷铜坩埚的外周设有水冷铜线圈，箱体底板的下端固定有镓铟容器，镓铟容器的下侧设置有超声波发生器，超声波发生器的下侧设置有抽拉装置。方法如下：将TiAl合金材料的物料棒放入到陶瓷模壳中；抽真空在惰性气体保护下，熔化物料棒；熔体保持半固态的温度，启动超声波发生器缓慢降温；当熔体完全凝固后停止加热，使凝固的半固态合金进入到镓铟液中冷却；取出铸件。本发明可提升TiAl铸件的致密性，获得具有球化组织的TiAl合金，提升TiAl合金的热加工变形能力。
利用超声电磁场制备 tial 固态材料装备方法

[发明专利]一种高强韧高温NbSiTiCx合金及其制备方法-CN202210719573.4有效
发明人：陈瑞润;赵天宇;王琪;丁宏升;苏彦庆;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-06-23 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： C22C27/02 文献下载
摘要：一种高强韧高温NbSiTiCx合金及其制备方法，涉及合金材料领域，特别涉及一种NbSiTiCx合金及其制备方法。是要解决现有的Nb‑Si‑Ti基高温合金存在室温断裂韧性较差，室温下难以加工的问题。该合金成分表达式为Nb‑Si‑Ti‑xC，其中x为1、2、3或4。方法：一、根据所需合金质量称取原材料；二、将原材料放置于电弧炉内的水冷铜坩埚中，放置顺序为：先将包裹着碳粉的铝箔放在坩埚底部，之后放置Si，最后依次将Ti和Nb放在Si的上层；在电弧炉的另一个坩埚中放入纯钛；三、将钮扣锭样品反复熔炼，冷却后得到NbSiTiCx高温合金。本发明用于制备高强韧高温NbSiTiCx合金。
一种强韧高温 nbsiticx 合金及其制备方法

[发明专利]一种快速制备镁及镁合金微米级丝材的装置及方法-CN202310141446.5在审
发明人：陈瑞润;曹文超;丁鑫;张佳欣;张永;夏峰;郭景杰;傅恒志 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： B22D11/06 文献下载
摘要：一种快速制备镁及镁合金微米级丝材的装置及方法，它涉及一种制备丝材的装置及方法。本发明为了解决现有可制备微米级镁合金丝材的设备，由于每批次的操作只能生产单一成分及单一工艺参数的丝材，存在生产效率低的问题。本发明的铜辊为带有两个边缘的铜辊，每个氮化硼坩埚的正上方对应有一个边缘的铜辊，升降抽拉杆分别控制一个氮化硼棒的升降。将原材料在氩气的气氛下加热至熔融状态；步进电机驱动甩丝双边缘铜辊高速转动；通过调节单个或两个升降柱使金属液面与丝辊的边缘接触，利用高速转动的铜辊将熔融金属甩出并快速冷却，可同时甩出两条丝材，得到相同成分不同工艺或相同工艺不同成分的镁合金丝材。本发明用于快速制备镁及镁合金微米级丝材。
一种快速制备镁合金微米级丝材装置方法

[发明专利]一种短流程连续制备铌硅合金定向凝固组织的设备与方法-CN202211105859.X在审
发明人：王琪;陈瑞润;方虹泽;丁鑫;王亮;苏彦庆;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-09-10 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B22D27/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种短流程连续制备铌硅合金定向凝固组织的设备与方法，箱体的上端连接有箱盖，箱盖的下端固定有送料器和送料棒，箱盖固定有连接杆，连接杆固定有固定片，固定片固定有锥形水冷钢漏斗，锥形水冷钢漏斗的下端设置有弯曲通道，弯曲通道外套有水冷铜线圈，箱体底板上固定有水冷铜坩埚，水冷铜坩埚外套有水冷铜线圈，箱体底板的下端固定有镓铟容器，镓铟容器的下方还设置有下拉装置。本发明采用锥形水冷钢漏斗与电磁冷坩埚相结合，使用原材料成分直接制备铌硅定向凝固合金的短流程制备方法，克服了中间熔炼母锭成分高的问题。
一种流程连续制备合金定向凝固组织设备方法

[发明专利]一种提高定向凝固钛铝合金高温性能的合金化方法及制备的钛铝合金-CN202210519370.0有效
发明人：丁宏升;徐雪松;黄海涛;梁贺;陈瑞润;郭景杰;傅恒志 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-05-12 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： C22F1/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种提高定向凝固钛铝合金高温性能的合金化方法及制备的钛铝合金，属于钛铝合金定向凝固技术领域。为解决定向凝固过程中熔体易污染的问题，本发明提供了提高定向凝固钛铝合金高温性能的合金化方法，在电磁冷坩埚定向凝固成形设备中，钛铝合金铸锭圆棒在向下运动过程中在电磁感应加热的作用下熔化并逐滴滴落至熔池中，熔池向下运动在冷却液作用下定向凝固得到定向凝固钛铝合金试样。本发明实现了熔体与坩埚的软接触，有效降低了钛铝合金在熔铸过程中的熔体污染，通过W、Cr和B元素的微量添加，提高了钛铝合金的使用温度，细化了柱状晶组织和条带状B2相间距，增强了强韧化效果，实现了钛铝合金在轴向上力学性能的提高。
一种提高定向凝固铝合金高温性能合金方法制备

[发明专利]一种低密度难熔多主元合金及其制备方法和应用-CN202111301096.1在审
发明人：王亮;李哲;王斌斌;苏彦庆;陈瑞润;骆良顺;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-11-04 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： C22C30/00 文献下载
摘要：一种低密度难熔多主元合金及其制备方法和应用。本发明属于新型金属材料技术领域。本发明的目的是为了解决现有难熔多主元高温合金密度和制备成本高以及强塑不匹配的技术问题。本发明的一种低密度难熔多主元合金的名义化学表达式为TiaNbbMocMd，其中M为轻质元素，a＝30at.％～45at.％，b＝30at.％～45at.％，c＝15at.％～25at.％，d＝2at.％～18at.％。方法：将铸锭置于真空电弧炉中，抽真空后在惰性气体保护下进行熔炼，随炉冷却，得到低密度难熔多主元合金。本发明中的难熔多主元合金具有较低的密度，较高的热稳定性，良好的综合力学性能。通过调控主元含量来调控合金中第二相、共晶组织的析出体积分数，以获得强度和塑性良好匹配的优异合金。本发明主要应用于航空航天领域。
一种密度难熔多主元合金及其制备方法应用

[发明专利]一种电磁冷坩埚定向凝固Nb-Si基合金大尺寸铸锭制备方法-CN202310067761.8在审
发明人：王墅;陈瑞润;陈德志;张效夫;王琪;王亮;苏彦庆;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-16 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： B22D27/04 文献下载
摘要：一种电磁冷坩埚定向凝固Nb‑Si基合金大尺寸铸锭制备方法，它涉及一种机械功率封闭试验平台。本发明为了解决现有Nb‑Si基合金定向铸锭的制备方法由于固‑液界面前沿存在电磁力扰动，促进对流，降低了固‑液界面前沿的温度梯度，不利于合金定向凝固的问题。本发明步骤一、配料：步骤二、真空感应悬浮熔炼：步骤三、线切割圆棒：步骤四、电磁冷坩埚大尺寸铸锭启熔：步骤五、超声波辅助电磁冷坩埚定向凝固：步骤六、定向铸锭的冷却：定向凝固过程停止后，关闭超声波装置，冷却时间为30min，至此，完成了对Nb‑Si基合金大尺寸铸锭的制备。获得韧性相和脆性相定向耦合生长的大尺寸定向铸锭，有利于Nb‑Si合金断裂韧性的提升。本发明用于发动机叶片原材料制备。
一种电磁坩埚定向凝固 nb si 合金尺寸铸锭制备方法

[发明专利]一种利用共析组织提高合金强度和塑性的方法-CN202211543334.4在审
发明人：方虹泽;李柯萱;陈瑞润;王琪;丁鑫;王亮;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： C22C14/00 文献下载
摘要：一种利用共析组织提高合金强度和塑性的方法，本发明涉及一种利用共析组织提高合金强度和塑性的方法，本发明的目的是为了解决现有TiAl合金强塑性不匹配以及热加工工艺复杂的问题。本发明合金按照原子百分比由48％的Al、2％的Cr、0.4～2.4％的Ru，余量的Ti组成。本发明通过改变Ru元素的加入量促进共析反应的形成来调控TiAl合金的相组成，以改善TiAl合金的微观组织，在不降低塑性的同时提高强度，其中室温压缩强度达到2250MPa，压缩应变近40％，实现TiAl合金强塑性匹配的方法。本发明应用于TiAl的制备领域。
一种利用组织提高合金强度塑性方法

[发明专利]一种电磁冷坩埚定向凝固Nb-Si基合金工艺仿真系统及方法-CN202310018873.4在审
发明人：王墅;陈瑞润;陈德志;张效夫;郝佳琦;王亮;苏彦庆;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-06 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06F30/10 文献下载
摘要：一种电磁冷坩埚定向凝固Nb‑Si基合金工艺仿真系统及方法，涉及冷坩埚定向凝固技术领域。本发明是为了解决现有电磁冷坩埚定向凝固Nb‑Si基合金工艺仿真方法无法同时获得磁场和温度场，且非仿真工程师工艺修改效率和准确率不高的问题。本发明包括：绘制电磁冷坩埚模型；为电磁冷坩埚模型赋予材料参数；为电磁冷坩埚模型设定边界条件；将电磁冷坩埚模型进行网格剖分，将剖分后的电磁冷坩埚模型物理方程离散化获得求解矩阵；将求解矩阵输入频率‑瞬态求解器中获得电磁冷坩埚定向凝固时间及时间步；绘制三维磁通密度模、温度场的云图和不同功率下的时间‑温度曲线，获得电磁冷坩埚定向凝固固液界面位置及形态。本发明用于Nb‑Si基合金的工艺仿真。
一种电磁坩埚定向凝固 nb si 合金工艺仿真系统方法

[发明专利]一种利用β稳定元素调控铸态高强韧钛合金的方法-CN202211505560.3在审
发明人：方虹泽;李易励;陈瑞润;王琪;丁鑫;王亮;郭景杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： C22C14/00 文献下载
摘要：一种利用β稳定元素调控铸态高强韧钛合金的方法，本发明涉及一种利用β稳定元素调控铸态高强韧钛合金的方法。本发明的目的是为了解决现有铸态钛合金强度低，与韧性不匹配的问题。本发明钛合金成分为Mo、Al、Zr、Nb、Cr、β稳定元素、余量为Ti；熔炼后在α+β/β相变点以下10～200℃进行0.5～2h固溶处理，再α+β/β相变点以下240～450℃进行2～24h时效处理，空冷至室温，即完成。本发明通过对β稳定元素含量的调控，和固溶时效热处理，合金显微组织中出现生长纳米孪晶，并且调整了αs和αp的相比例，达到了协调合金强韧匹配的目的。本发明应用于高强韧钛合金的制备领域。
一种利用稳定元素调控铸态高强韧钛合金方法

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