:在先進鋁合金的設計及先進工藝技術等的研究方面,您的團隊近幾年來主要有哪些創新性成果?
莊林忠:2010年,北京科技大學籌建了“先進材料工程技術基礎研究中心”,主要從事先進工業鋁合金材料和工藝的研究與開發。近幾年主要研究內容包括:
(1)先進鋁合金的設計新概念及應用研究。國際合金傳統的分類,是根據鋁合金中含有的主要金屬元素的不同進行分類的,可分為9個系列,即1000系列至9000系列,如航空航天用鋁合金主要包括2000系列(Al-Cu-Mg系)和7000系列(Al-Zn-Mg-Cu系)鋁合金。我們的研究亮點在于打破傳統合金設計理念,采用計算機輔助設計,突破傳統合金的分類界限,開發具有自主知識產權的新型高性能系列鋁合金。
合金的設計比較靈活,可任意添加金屬元素的種類和含量,通過計算機輔助設計,可計算所加元素的種類和含量是否合理,在較短時間內測試合金的設計是否達到預期的性能。既有利于提高合金的設計效率,又有助于提高合金的綜合性能。
首先是航空用先進鋁合金的研究:2xxx/7xxx系合金設計新概念。在此方面主要的研究方向為:在2xxx/7xxx系列合金中引入Ge/Si/Mg等元素;充分利用復相競爭形核機理;利用復相強化提高強度,改善析出形狀/分布提高斷裂韌性;應用于航空板材、工程板材、模具板材等新材料的開發。其次,是汽車用6xxx系鋁合金的多相協同強化研究。主要包括:6xxx系列合金中添加Zn等合金元素;多相競爭形核機理加速烤漆析出硬化;多相共存,顯著提高強度,改善綜合性能;……