研究方向上最主要的若干科研成果及应用成效

1、本文由【中文word文档库】 搜集整理。中文word文档库免费提供海量教学资料、行业资料、范文模板、应用文书、考试学习、社会经济等word文档下载上海大学成果材料学院1 汽车用铝合金材料及其应用技术本项目采用计算机应用技术，设计出新型高强度变形铝合金的化学成分及其成分控制范围，制订了新型变形铝合金的热加工工艺规范。该合金成分设计合理、工艺编制可行。强度变形铝合金材料和试制的轿车零件其力学性能和零件的台架疲劳寿命已达到并超过了上海大众汽车公司的技术指标要求。该工艺可明显提高第二相的分布均匀性和材料的致密性，用复合材料制备的汽车制动盘有良好的耐磨性能。主要特点技术性能材料成形件表面平整光滑，铸件内

2、部组织致密，力学性能高。1、新型高强度变形铝合金性能达到和超过德国大众铝合金（AS28）力学性能标准。2、Passat支承座样品实物达到德国大众45万次台架疲劳试验标准。3、铝基复合材料的耐磨性要明显高于铸件材料，且随着铝基中SiC含量的升高，耐磨性继续略有提高。用途 汽车制造、航空、航天、国防工业等领域。2 铝合金压铸模表面氧化处理工艺技术蒸汽氧化处理作为一种表面处理工艺被运用于热作模具钢的时候，可以在钢铁材料的表面生成一层具有保护作用的蓝色Fe3O4薄膜，它具有耐高温、抗氧化、致密、耐磨损、耐蚀、与基体结合强度好、有利润滑等优点。它能提高模具的抗冷热疲劳性能和抗熔融铝合金热熔损性能。热作模

3、具在使用之前进行轻微氧化，通常是在空气中加热到500保持1-2小时，可以在模具表面产生1-10m的氧化层。而模具钢在不同氧化气氛、蒸汽压力、温度和保温时间下氧化得到表面氧化膜其Fe3O4、Fe3O3成分比例是不同的，获得的整个氧化物层的厚度、致密度、抗热疲劳、抗熔损和焊合性能也是不同的。对铝合金压铸模采取适当的氧化工艺以获得最优的综合使用性能，具有很高的实际应用价值。主要特点技术性能 1、显著提高铝合金压铸模的抗热熔损性能2、显著提高铝合金压铸模的使用寿命3、提高铝合金压铸模的抗热疲劳性能技术指标1、氧化膜厚度3m2、氧化膜脆性小(显微压痕法观察氧化膜破裂情况)3、模具氧化处理后的抗熔损性能（

4、模具在熔融铝液中的热熔损失重，比不进行处理的减少约1倍）用途 延长铝合金压铸模的使用寿命3 压铸模热裂机制及提高寿命技术随着有色金属压铸件在汽车、机电、航空航天等领域日益广泛的应用，对压铸模的性能和寿命提出了更高要求。本项目较为系统地研究了压铸模用钢H13的材质与其热疲劳性能之间的内在关系，并对国产H13钢与进口优质H13钢模板在冶金质量、化学成分和均匀性的控制、组织形态和分布、力学性能等对比研究，并提出了热疲劳损伤因子定量评价热疲劳裂纹的技术方法。研究表明，国产H13钢材质上的差距主要表现在：明显存在共晶碳化物，二次碳化物沿晶界析出，夹杂物较多，带状组织较严重。因此国产H13钢模块等向性较差

5、。热疲劳性能研究表明，对于高纯净度H13钢，当夹杂物含量降低很低程度后，粗大碳化物也常常是裂纹源，因此模具钢的超细化是进一步提高压铸模寿命的有效途径。主要特点技术性能1、主要特点通过对比研究不同材料H13模具钢的组织和性能，揭示影响压铸模热疲劳性能的材质因素，并指出了提高国产H13钢质量的技术手段；在Uddeholm热疲劳裂纹评级图谱的基础上，结合数码摄影和计算机图象分析技术，提出了以热疲劳损伤因子定量评价热疲劳裂纹严重程度的新方法，发展了热作模具钢热疲劳性能评价方法。2、主要技术性能指标热疲劳裂纹损伤因子D表达式如下，其中Ds为表面损伤系数，Dd为纵向禹伤系数：用途相关技术有助于开发高品质热

6、作模具钢H13；使模具热疲劳性能的评价由定性对比发展到定量对比，改进和发展了热裂纹评价方法。4 控制晶界结构提高材料耐腐蚀性工艺技术绝大部分的金属工程材料都是多晶体，材料的性能与其显微组织及晶界特性有着非常紧密的联系。如像材料中发生的晶间断裂、腐蚀、扩散、偏聚等问题，都会受到晶界结构和晶界特性的影响。控制晶界的结构和特性，并增加这类特殊晶界所占的比例，就可以使材料的这些性能得到改善。这类晶界称为“特殊晶界”，也就是低重位点阵晶界。如何提高低重位点阵晶界所占的比例，以及研究它们与使用性能之间的关系，就构成了“晶界工程”问题。我们已掌握了采用特殊的加工和热处理工艺，可以使低重位点阵晶界所占的比例由

7、通常的<20%提高到6070%以上，明显提高了金属材料的耐腐蚀性能。这种工艺不需要改变材料的化学成分也不需要增加特殊的工艺设备，适用于不锈钢、镍基合金、铜及铜合金、铅合金等金属材料制成的板材和管材。主要特点技术性能不需要改变金属材料的化学成分，不需要增加特殊的工艺设备，只要改变材料的热加工工艺，就可以增加材料中特殊晶界所占的比例，提高材料的耐腐蚀性能。在极少投入或极少技改的情况下，就可以提高传统产品的使用性能。特殊晶界（低重位点阵晶界）的比例可以由通常的<2030%提高到>6070%，材料的耐腐蚀性能（腐蚀速率主要指沿晶间的耐腐蚀性能）可降低3060%。用途本工艺方法可应用于

8、冷轧退火的板材和管材（尤其适合于不锈钢、镍基合金、铜及铜合金、铅合金等面心立方结构的金属），可以明显提高这类材料的抗晶间腐蚀和抗应力腐蚀的能力，对改进材料的力学性能也有好处。5 提高汽车模具寿命产业化技术提高模具的质量、延长模具的使用寿命是现代工业的重要课题。模具的使用寿命取决于材料冶金质量、热加工和最终热处理及表面处理等诸多因素，其中模具材料和热处理是影响模具使用寿命最重要的内在因素。为此，围绕提高汽车模具的使用寿命这一系统工程，进行了三个方面的研究：1）汽车模具用钢的研究与开发；2）模具真空热处理工艺术的研究；3）汽车模具表面处理工艺的研究。具体内容如下：1、研究了4Cr5MoSiV1钢的

9、组织与性能，指出模具钢中的碳化物、非金属夹杂物（纯净度）、组织的均匀性等是影响模具寿命的关键因素。提出改进措施，研究出改进型的4Cr5MoSiV1钢（H13钢），其各项性能均达到国际标准（北美标准）。2、模具钢坯的预先热处理和模具的最终热处理显著地影响模具使用寿命，合理的热处理工艺将能最大限度的提高模具寿命。3、通过等离子表面化学热处理使大型汽车铸铁模具的表面获得0.4mm的有效硬化层，表面硬度达到600-700HV，提高了模具表面硬度，降低了模具的磨损，同时改善了冲压成形过程中的润滑状况，提高了工件的成型性能，减少了拉毛、擦伤现象，提高了工件的表面质量。主要特点技术性能1、显著提高国产H13

10、钢的各项性能指标，使其达到北美标准；2、通过合理的最终热处理显著提高铝合金压铸模的使用寿命；3、采用特殊地预处理工艺和等离子表面处理工艺，有效提高汽车模具的使用寿命（H13模具的使用寿命提高1倍以上），并且该工艺适合于新旧汽车模具。4、汽车大型模具经等离子表面处理，根据材料不同，硬化层达0.150.4mm，6001200HV。用途 优质H13钢的生产；铝合金压铸模材料及热处理；各种汽车冷作模具。6 热挤压模具材料 本项目是采用粉末冶金制备的金属陶瓷材料，具有高温抗冲击，抗腐蚀以及耐磨等特性，可用于800以上的铜和铜合金棒材和各种型材料挤压加工，其使用寿命高于热模具钢20倍左右。主要特点技术性能

11、 具有800以上的高温耐磨、耐腐蚀、耐冲击等特性。抗弯强度 b1250Mpa 密度 8.8g/cm3硬度 HRA84 高温硬度700 HV674用途 800以上铜及铜合金棒及各种型材的挤压模具。可取代合金钢模。投产条件生产规模5吨定员数5人产值(万元/年)250万 生产成本300元产品市值指导价500元/公斤流动资金(万元)20万元设备总投资(万元)100万元 堆场面积(m2) 50厂房面积(m2) 300用电量100千瓦主要设备原料处理设备烧结炉压机模具预烧炉7 新型抗磨材料研究使用在中等冲击载荷条件下的抗磨合金目前还没有较合适的材料可选用。根据作者的研究，在兼顾技术效益和经济成本的前提下，

12、研制了数种适合于中等冲击，高应力下工作的(如颚式破碎机齿板)新抗磨材料，以新材质和高锰钢制作的齿板在生产实际上使用结果表明，新材料的抗磨性能比高锰钢强，成本有所降低。主要特点技术性能为一种新型的抗磨合金，硬度高，有一定韧性，可用于中等载荷条件下。HRC30Ak(kg-m/Ø15m)5.0w(kg/mm2)120用途适用于使用在中等冲击载荷上的抗磨材料。可取代高锰钢或铬合金的铸铁。8 非晶与微晶合金线、丝制取用旋转水喷丝法制取非晶、微晶合金线、丝，是1985-1990年国际上才开创的研究项目。它可以熔融合金中直接制得非晶、微晶合金丝。用此方法，我们成功制出了较为理想的旋转水喷丝设备，并

13、制得Fe-Ni-B，Al-Si等合金丝，并对成丝工艺，技术参数进行深入研究。为提高合金成丝能力提出了创建性措施。国内处于领先水平。主要特点技术性能直接从熔融合金制取非晶，微晶合金丝、线。Fe-Ni-B合金丝； D 360N/mm2 12% HV 900Al-Si 合金丝； D200N/mm2 3.14% HV120用途改变原来的制造合金丝、线方法，创造一个新途径。9 双金属复合铸造铁路上使用高锰钢锻叉易发生裂纹，表面掉块，早期磨损大。可焊性差等缺点。我们利用晶格对应理论，研制出能熔制在PP3普通钢轨表面的两种新合金材料，新材料与钢轨的双金属熔铸完全成功，材料抗强度，硬度等与高锰钢相当，韧性仅比

14、高锰钢低一点，将可以代替高锰钢锻叉使用。主要特点技术性能双金属复合铸造是复合材料的一种制取方法，可以使用在不同金属的复合上，制取满足特殊要求的铸造新合金材料。强度，硬度与高锰钢相当。用途 新型铸造合金材料基层材料性能与复合层材料性能差异很大，满足各种性能要求的材料。10 轿车用新型齿轮钢开发和应用新型齿轮钢20CrNiZMo是针对大功率发动机的使用而开发的轿车用汽车齿轮钢，用于汽车变速箱中关键重载齿轮，本项目开发了新型20CnNi2No齿轮钢及其热处理工艺等，应用于2000型，长江车的变速箱齿轮，替代进口TL-VW4521钢。这种新型齿轮钢可推广应用于中、高档轿车齿轮及工程机械中的高应力重载齿

15、轮。该成果达到国际水平。主要特点技术性能渗透性：J10=36-44HRC 力学性能：BG状态b=550-650MPO纯净度：JKA2B2C1B1E45b 冷、热加工性能优良渗碳、淬火性能优良已充分掌握了新型20CrNi2Mo齿轮钢的化学成份和冶金质量控制技术，及其热加工，热处理工艺技术。用途 中、高档轿车齿轮及工程机械中的高应力重载齿轮。11 气缸件铸造气孔缺陷消除技术缸体是铸件上最复杂产品之一。原495A缸体具有严重气孔缺陷，直至金加工后期才被发现。通过对缸体气孔类型及造型材料正确成分确定，浇注系统水力模拟试验以及用计算机数值模拟该缸体充型过程的研究，使缸体的废品率从原来15%，下降到5%，

16、居国内领先水平，因此而产生的直接经济效益达100多万，具有显著的技术经济效益和社会效益。主要特点技术性能 对铸件气孔缺陷消除有科学的途径与方法。 可以确定气孔类型，产生原因，提出消除措施。用途消除铸件气孔缺陷或其它缺陷。12 软磁铁氧体烧结氮窑用推板制造软磁铁氧化磁性材料是电子信息工业的基础材料，属于我国“十五”重点发展项目。随着磁性材料的快速发展，窑具需求量将不断增大。目前，我国已有软磁生产企业近200家，建成软磁铁氧体烧结氮窑600多条(其中外资独资建成100多条)，年产软磁铁氧体材料8万多吨，每年消耗推板近亿元人民币。预计2005年全球软磁铁氧体市场需求量将猛增至50万吨，按照我国磁性材

17、料“十五”规划，磁性材料设备销售年增长率15%的目标，到2005年中国软磁铁氧体材料将达到12万吨左右，不难预见，软磁铁氧体烧成窑用推板有着巨大的市场潜力。由于国产推板使用寿命短、一致性差、可靠性差而无法保证使用安全，尽管具有价格优势仍未能被用户接受，目前我国软磁铁氧体烧结氮窑用推板仍然依赖进口。本项目对推板所用原材料和推板制造工艺进行了深入研究，成功研制出了性能指标和使用效果接近或达到进口产品的莫来石刚玉质推板。主要特点技术性能A1203>72%，常温抗折强度10Mpa，1400高温抗折强度6Mpa，0.2Mpa荷重软化温度>1680，耐火度>1790。用途 软磁铁氧化烧结

18、氮窑项目所需主要设备大吨位压力机、1500以上高温烧成窑，投资约200万。效益预测：目前进口每吨推进板价格约2.0-2.5万元人民币。本项目每吨生产成本约0.7-0.8万元(原料及加工成本)，售价可达1.5-2.0万元。本项目投产后不仅可以生产软磁铁氧体烧结氮窑用推板还可同时生产永磁烧结窑用推板和其它窑用材料。如以年产1000吨推板计，年税利为1000万元左右。13 电磁连铸冶金技术1、无芯近终形连续铸管技术该技术可连续铸造小尺寸金属液体金属一次成材。管径从1厘米-15厘米左右。铸出的管可直接使用，也可经少量的加工成材，还可生产出异形管。连续生产，效率高，与传统制管工艺相比，有明显减少能源和材

19、料消耗的优点。2、电磁连铸技术电磁连铸技术是在金属连铸中施加高频电磁场，使液体金属受到约束力而减轻与结晶器壁的接触(形成软接触连铸凝固)，或完全脱离结晶器壁(形成无模连铸)。该技术生产的铸坯表面光滑，内部致密无缺陷，消除柱晶区，可实现近终形连铸，成材率高，在对金属性能要求日益严格的今天，该技术有无可比拟的优势。取代传统连铸技术，经济效益明显。投资状况：以年产5000吨铝计，高频电源和电磁结晶器约需30万元左右，对于不同的铸坯尺寸，可能有所不同。效益估算：用电量为1530度/吨铝，即使铸坯成材率提高1%，由此一项所产生的效益为5000(吨)×1%×1(万元)=50万元。3、金

20、属液态电磁净化技术该技术是净化金属的全新概念。它利用电磁力场将非金属夹杂物从液态金属中分离出来，由于强大电磁力很容易得到，因此该技术能实现对金属液的深度净化(粒经大于20m的夹杂物可全部除去)，净化能力可达传统方法的十倍以上，尤其适宜于用传统上浮法难以去除的夹杂的净化(如铝、镁液中的夹杂物)。该技术可利用厂家原有的保温炉设备，对设备改造要求低，投资少，效率高，运作费用小，操作简便，不加任何添加剂，不会引起二次夹杂的形成，对环境无污染。14 电磁连铸生产高致密度超级无氧铜铜材在信息、电子、电力、制冷等行业中发挥着不可替代的作用。致密度和氧含量是铜材最重要的两个内在质量指标，直接影响材料的导电、导

21、热、通讯信号的保真度等性能，也是影响材料的利用率等经济指标。按照国际现行标准，对用于导电、制冷、普通电子行业的铜材，其氧含量要求低于10ppm；对用于集成电路芯片和高保真通讯线路的铜材，其氧含量要求低于5ppm。在铜材加工的基本流程中，决定其内在质量(致密度和氧含量)的关键阶段是熔铸过程。因此，高致密度和超级无氧铜材的生产往往是在真空的环境下进行的，成本高，成材率和生产效率低，导致价格昂贵和供不应求。我国由于缺乏相应的熔铸生产手段，所生产铜材的氧含量多在40-80ppm，少量在20-40ppm，因此每年需大量进口国外铜材(20万吨/年)。本技术是用高频电磁场透过结晶器作用于铜坯，使得其结晶过程

22、大大改善，促进杂质和气体排除，增加铜坯纯净度，细化内部组织并降低缩孔、缩松、偏析等缺陷，使铜材的致密度大幅提高，氧含量大幅降低，明显提高铜材的导电、导热性能；该技术还有望实现铜坯的无缺陷生产，经济效益巨大。主要特点技术性能生产成本低，对原料铜要求低，可使用普通铜料；材料利用率高。铜坯电磁连铸试验结果显示，所生产的155和180铜坯，致密度高达8.92-8.94g/cm3，接近铜的理论密度8.96g/cm3；氧含量降低到10ppm左右，最低为7ppm，大大优于国家标准(20-30ppm)；其铸态组织的塑性指标与经过一次挤压(塑性加工)后的铜材的相当，具有优异的物理和力学性能。市场情况及经济效益分

23、析随着通讯、计算机、电子和电力、制冷等行的发展，对氧含量在5-10ppm以下的高致密度超级无氧铜材的需求量将大大增加，市场前景广阔。上海地区需求量超过5万吨。电磁连铸10ppm无氧铜坯的加工收入为1800-2400元/吨，(不含后续加工成材的利润)，其生产成本为600-1000元/吨，税后利润可达800-1400元/吨，如以5万吨/年计，经济效益在4000-7000万元/年，而其带来的后续加工成材的经济效益更高达5-6亿元/年。15 螺栓用精密高强度冷镦材料本项目采用20MnTiB钢制作高强度螺栓，通过提高冶炼质量，把O含量控制在10PPM以下，加入微量Si-Zr合金。对夹杂物变性处理，提高B

24、的回收率和稳定性，改善冷镦性能。加工过程中采用控制轧制和控制冷却工艺，与传统40Cr，35CrMo钢相比具有冷镦性能好，综合力学性能优良，成本低的特点，适用于制作高强度螺栓，以替代传统的40Cr、35CrMo等钢种。本成果已完成了批量生产试验，材料冶炼、轧制和拉拨、冷镦工艺均已成熟，可进行大批量生产。主要特点技术性能晶粒度达79级。力学性能达到：b=1445MPa，s=1008MPa，=53.5%，k=99J/cm2。用途广泛用于汽车、铁路、桥梁、工程机械等领域，市场前景十分广阔。16 研究方向上最主要的若干科研成果及应用成效作为“现代冶金与新材料重点实验室”的研究方向之一，在许珞萍教授、邵光

25、杰教授、李麟教授和吴晓春研究员的带领下，采取多点突破、纵横联合和国际合作战略，依倚上海及长三角的区位优势，在加强和上海市支柱产业密切相关的在研课题研究的基础上，面向实际应用，重点开展了铝合金半固态成形技术、先进模具钢及其表面改性技术和新型汽车结构钢和新材料设计的攻关，以材料成分、强韧化技术以及计算机技术在材料强韧化研究中的应用等方面为基础，取得了较大进展并有所突破。在此基础上密切校企合作研究模式，解决了企业实际生产中的关键技术问题和产品质量问题，服务于上海支柱产业。现分述如下：16.1 铝合金半固态成形技术自从二十世纪70年代半固态加工技术问世以来，经过20多年的开发和完善，半固态成形技术已进

26、入实用阶段，特别是在汽车、航空、兵器和仪表等领域得到了广泛的应用。国内从90年代初开始进行研究和开发，但距国外先进水平尚有一定差距，尤其是在应用领域几乎是空白。上海大学经过近十年的潜心研究和技术储备，在加强面向应用的研究理念基础上，率先实现了铝合金半固态成形技术突破，实现了技术的实用化和产品化。在上海市“重中之重”重点实验室的支持下，经过“211工程”的设备完善和更新，在国家经贸委、上海市科委、教委以及上海市汽车科技发展基金鼎力资助下，通过与上海汽车工业集团总公司、上海汇众、上海锻造总厂等大型企业的精诚合作，目前在铝合金半固态成形技术、新材料研制、强韧化以及应用等方面取得了较大进展。具体如下：

27、l 成形技术方面 解决了铝合金半固态成形技术中的三个关键技术：Ø 非树枝晶铝合金坯料的制备工艺：目前已经生产出尺寸为60200mm，长度任意的非树枝晶铝合金坯料，具有优良的力学性能；已申请非树枝晶的制备工艺的国家发明专利2 项。Ø 坯料的半固态感应加热工艺：由于半固态成形技术对坯料的感应加热温度场要求非常苛刻（一般要求温度场在±3°C以内），为获得合适的温度场，使半固态坯料具有易切性和显著的流动性，从设备和工艺角度解决了感应加热过程中的温度场均匀性难题。Ø 半固态成形工艺：为解决半固态成形件组织与性能的矛盾，采用计算机对半固态成形过程模拟并结合

28、试验方法，获得了组织与性能良好匹配的半固态成形工艺及参数。l 产品应用方面 试制出多种组织性能合格、形状复杂的汽车零部件，相关系列成果属国内领先，达到国际先进水平。 16.2 先进模具钢及其表面改性技术模具钢是重要的高端钢铁产品之一，技术含量很高，不同的终端产品需要的模具性能千差万别，其中模具成本在产品的实际成本中占有相当的比重。但目前我国模具材料质量难以满足现代制造业，特别是汽车、家电产业快速发展的要求，每年需以高于国产模具钢56倍，甚至更高的价格向国外进口模具材料。例如，国产塑料模具钢的夹杂物数量是世界著名的模具钢公司瑞典Uddeholm产品的十五倍，切削加工中刀具的磨损和切削力增大是后者

29、的十倍。为了从根本上解决制约国产模具质量的难题，以H13钢和718塑料模具钢为攻关对象，以上海汽车工业及相关制造业对模具的需求为应用点，在上海市科委、教委和上海市汽车科技发展基金的资助下，通过与上汽集团和宝钢集团，以及国际工模具钢研究与生产企业进行了广泛的合作，取得了具体实际应用效果的成果。分列如下：n 冶炼技术方面 根据Gay夹杂物理论的最新数据，正确估算的夹杂物在718塑料模具钢中的临界析出线，以及各种夹杂物的起始析出温度和终止析出温度，调整来宝钢集团五钢公司生产的塑料模具钢成分，使大模块(1.2m×0.8m×5m)的夹杂物数量下降到瑞典Uddeholm公司产品的水平，

30、切削力和磨损量等各项指标业与后者相当。目前按我们的设计成分冶炼的产品质量稳定，为大生产赶超国际先进水平做出了实际贡献。n 延寿技术方面 在瑞典Uddeholm研究发展基金资助下，通过对铝合金压铸模热裂机制的研究，建立了热疲劳性能与常规力学和高温力学性能、表面应力状态与热裂之间的关系；提出热疲劳损伤因子的概念并实现了热疲劳的计算机辅助评定（该研究在国际6ITC会议上获得国际同行的一致认同）； n 改善对策方面 当今模具性能的改善主要得益于表面改性。通过对氮化(离子软、硬氮化)和其它表面处理(硫化、硼化处理)对压铸模表层应力状态和热疲劳开裂的影响，以及氮化和其它表面处理对压铸模表面粘结性的影响，找

31、出国产H13钢与进口H13的质量差距，提出国产优质H13钢的生产工艺，并已在五钢公司H13钢的实际生产中获得采用，产品质量得到显著提高。n 实际应用方面 通过延寿技术和表面改性技术，汽车覆盖件大型冷作模具表面硬度增加、使用寿命延长、模具维护时间减少、汽车覆盖件表面质量提高，解决了残余应力、变形和开裂的生产实际问题。目前已成功处理100多付模具，获得明显的经济效益和社会效益。为满足汽车高精度模具的要求，还开展了汽车冷作模具低温硫化及其复合处理的应用研究，该工艺已应用于上海汇众公司的模具上。16.3 新型汽车结构钢和新材料设计汽车轻量化是当前汽车业发展的主流，追求轻量化的首要问题是解决汽车安全性，

32、因此高强度钢地使用就势所必然。1994年诞生的集汽车制造业和钢铁企业ULSAB协会，加快了新型高强度低合金汽车结构钢的研制。根据ULSAB1998年的计划，高强度钢（HSS）和超高强度钢（UHSS）在汽车上的大量使用可以显著降低车体重量。如ULASABAVC计划中的两款车型的白车身中，DP钢和TRIP钢占据80以上的比重，这些钢相对于传统结构钢具有较高的加工硬化率和吸收较高冲撞能的能力。因此，上海大学立足于上海市汽车工业，在国家自然科学基金、上海汽车工业科技发展基金的资助下，通过与上海汇众汽车制造有限公司以及上海汽车工程研究院的紧密合作，重点对满足钢车身轻量化、安全性和环境友好的高强度低合金T

33、RIP钢以及其他汽车结构钢从源头的成分设计、工艺性能以及和汽车冲撞性能密切相关的动态拉伸性能进行研究，力图达到指导新材料使用的目的。自今已取得明显的效果和一定的成绩，具体如下：l 合金成分设计 通过对HSLA TRIP钢的计算机合金设计、相变热力学和动力学分析，提出了降Si、以Al代Si和无Si HSLA TRIP钢的技术原则，和国外冶金实验室的试验研究不谋而合；与国际相变诱发塑性钢会议主席De Cooman教授合作，采用他们做试验，我们计算设计的合作方式，联合设计了新型低硅和无硅相变诱发塑性钢，该钢在Sidmar钢铁公司已投入生产；l 力学性能研究 自行设计制造了上海市第一台冲击拉伸试验装置

34、，在此基础上对自主成分设计、自主冶炼的HSLA TRIP钢的基于最基本的工艺参数入手，对静、动态拉伸性能进行了系统研究，对其动态变形过程中的能量吸收规律进行了估算，发现了该类钢的一些新现象（该成果发表在2002年6月比利时Gent召开的铁合金国际会议上获得好评），积累了大量的、可资利用的数据，为新型材料在国产车的使用奠定了技术和数据储备；l 产品实际应用 在实验室研究的基础上，重点对HSLA TRIP钢在汽车零件上的使用进行了探索，试制了UVAN轿车上的三种零件。结果表明，采用TRIP钢不仅达到减重点目的，而且实现了产品的高强度化。现在正在实施更大范围的TRIP钢代替普通钢材的零部件试制工作；

35、l 其他研究工作 与比利时Van Der Biest教授合作，进行了含ZrO2陶瓷的研究。通过计算和试验研究，提出了ZrO2-12Y2O3-3CeO2陶瓷材料中由于40立方相不能发生马氏体相变，而不可能具有好的性能。首次发表了ZrO2-CeO2系统不同温度、成分、氧分压下的稳定性。17 粉末冶金情况介绍17.1粉末烧结钢粉末烧结钢是一种粉末冶金主要的铁基材料，被广泛地用着结构另部件和耐磨自润滑另部件，量大面广。为了进一步提高提高烧结钢的机械强度、淬透性以及表面硬度，本课题组采用了多组元合金化以及碳氮共渗热处理等方法，对粉末烧结钢进行了多方面的研究，获得了良好的结果。本项目已获得国家发明专利、上

36、海市科技进步三等奖并被用于纺织钢领。17.2 铁-铜实心电机转子材料本项目是采用粉末冶金方法研制全致密、高铜含量铁铜合金材料。该材料用于制造实心电机转子具有很大的起动力矩。1988年获国家发明专利。17.3 Nd-Fe-B永磁材料的研究本课题是研究烧结Nd-Fe-B永磁材料。课题研究了Nd-Fe-B的烧结特性和组织结构。1989年通过上海市科委鉴定。17.4 高温热挤压模具材料该研究以金属陶瓷和合金为复合材料研究对象。陶瓷具有很高的高温硬度，在高温下不变形不软化，但陶瓷韧性低、抗冲击性差。为此采用具有耐高温的合金与陶瓷相结合的复合材料制备热挤压模，解决了陶瓷的脆性问题，提高陶瓷的抗冲击性。该课

37、题是上海市科委攻关课题，已经鉴定，并用于大型热挤压铜合金模具。17.5 高比重合金该课题研究了W-Ni-Fe和W-Ni-Cu合金的烧结机理和力学性能与组织结构的关系以及W颗粒的长大机理，并研究了粉末混合料制备法对合金组织结构的影响。17.6 稀土在硬质合金本课题研究了在硬质合金中添加稀土的添加方法和作用。在硬质合金中添加稀土元素可以消除硬质合金中S、Ca等杂质的影响，大大提高了硬质合金的机械性能。该课题获上海市科技进步三等奖。17.7 纳米硬质合金的研究近10多年来本课题组在超细硬质合金方面做了一系列的研究工作。2001年承接了由上海市纳米科技与产业促进发展中心下达的“纳米硬质合金产业化关键问

38、题的研究”课题。根据山德维克世界权威硬质合金制造公司的标准，纳米硬质合金的晶粒度在300纳米以下。硬质合金的晶粒越细制备难度也越大，因为在制备过程中会发生严重的晶粒长大。而且晶粒越细含氧量越高，这对合金中碳含量乃至合金的组织结构控制带来很大的困难。本课题做了如下几个方面的研究工作:l 纳米WC粉末的制备 本项目采用强化球磨法来制取硬质合金原料粉末，强化球磨具有高效强烈的粉碎作用。通过这种方法可得到细达11纳米晶粒的WC粉末。l 抑制WC晶粒长大的研究研究了WC晶粒在烧结中的长大机理，然后通过添加抑制剂的措施来抑制在烧结中的长大。采用抑制剂可以很好地抑制WC晶粒在烧结中的长大。研究结果除了达到了

39、本研究的目的，获得 约300纳米的硬质合金，而且还探索了纳米硬质合金的烧结理论。l 无孔隙硬质合金的制备技术为了得到无孔隙硬质合金，消除孔隙带来的缺陷，本项目采用加压烧结的方法。加压烧结既可降低烧结温度，减小晶粒的长大趋势，而且可以消除孔隙，最终获得无孔隙硬质合金。l 净化组织结构的技术采用稀土来净化合金。稀土是一种异常活泼的元素，添加到硬质合金中可以与其中的硫、钙等杂质生成细小的化合物，这样可以消除杂质，降低杂质的有害影响。除此之外，稀土还具有对烧结致密化和产品的性能有益的作用。l 纳米硬质合金快速和低温烧结技术的研究本项目还进行了低温和快速烧结技术的研究，这是国内外最热门的烧结技术研究。本

40、项目主要在这两个方面进行了研究：（1）添加铝低温烧结的研究，铝的熔点低，可以在较低的温度下形成液相，促进烧结体致密化并且降低烧结中晶粒的长大趋势，而且铝与合金中的钴形成金属间化合物，其熔点要高于不加铝的合金，并且还具有强化作用；（2）进行了放电等离子烧结纳米硬质合金的研究。这种方法可在1520分钟完成加热和烧结（普通方法至少3个小时），所以速度极快，并且烧结温度极低（低于1200普通烧结为1400），在如此低和快的烧结条件下，烧结体几乎不发生长大，所以可以制得真正意思上小于100纳米的硬质合金。这项工作已经取得了很大进展。环境与化学工程学院 1硅藻精土处理剂水处理技术技术优势：可建在城市中心区

41、域，不受污水处理量大小、污水浓度、污染物成份、酸碱度、水温、生活污水流量和工业废水混合不均匀排放等制约，无需建设城市排污管网、在分散处理的前提下实现城市排污总量控制目标（零排放）。2中水回用技术处理水质：在满足中水水质标准前提下，使TN<10mg/L， TP<1mg/L，透明度>100cm。主要特色：可以有效地去除氮、磷等引起富营养化的营养物质；在接触氧化池中装有特殊的泥水分离设施，可减少污泥流入沉淀池的量，具有不用过滤池，节省费用优点。3气体两段净化技术 把气体中污染物的净化分成吸附与处理两个过程来实现，可以对应于各种净化对象与净化要求，灵活、高效和稳定地净化空气。4富营养化的封闭型小水体净化技术采用生态型的净化工艺，具有成本低、管理方便的优点；净化装置中的生物群落被适当控制，因此能高效地净化污染物；净化装置采用特殊的过滤装置，可提高处理水的透明度。5工业废水物化与生化相结合处理技术 采用最新的物化处理技术与生化处理技术，可以根据处理对象与对处理水质要求，高效和稳定地处理工业废水。6含油废水处理技术采用接触氧化工艺，可减少剩余污泥发生量；在生物处理装置内装有特殊的载体。该载体具有强吸油能力且利用废弃物制成，因此具有高效、低成本优点；接触氧化池内装有特殊的生物过滤装置，可提高处理水的透明度。7辐