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公开(公告)号：CN113249654B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202110650750.3
申请日：2021-06-11
Applicant: 北京科技大学
IPC: C22C38/02 , C22C38/04 , C22C38/44 , C22C38/46 , C22C38/50 , C22C38/48 , C22C38/52 , C22C38/06 , C21D8/02 , C21D1/18 , C22C33/06
Abstract: 一种海洋工程用原位纳米颗粒增强超高强度钢及其制备方法，属于钢铁材料领域。成分中添加Ni，Co元素，在含O浓度为5~100 PPm的钢熔体中通过即喂丝加搅拌的方法喂入Al‑（1.5～30）wt.％Ti复合铰丝，获得含O、Al、Ti的钢液，由于含有高于基体合金熔点的析出相Al2O3和Ti3O5的合金元素Al、Ti、O，随着温度下降，Al、Ti、O溶解度下降，以较快的冷却速度形成的较大过冷度，同时在凝固过程中使熔体形成较大的流动线速度时，Al2O3和Ti3O5首先析出，获得大量原位纳米相Al2O3和Ti3O5弥散分布的铸锭。原位纳米相Al2O3和Ti3O5不仅能起到第二相强化作用，提高钢材强度，同时，还能作为异质形核核心，细化夹杂，减小晶粒尺寸，起到细晶强化效果。最终该高强钢的屈服强度≥1200MPa，延伸率≥15%。
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公开(公告)号：CN113249654A
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202110650750.3
申请日：2021-06-11
Applicant: 北京科技大学
IPC: C22C38/02 , C22C38/04 , C22C38/44 , C22C38/46 , C22C38/50 , C22C38/48 , C22C38/52 , C22C38/06 , C21D8/02 , C21D1/18 , C22C33/06
Abstract: 一种海洋工程用原位纳米颗粒增强超高强度钢及其制备方法，属于钢铁材料领域。成分中添加Ni，Co元素，在含O浓度为5~100 PPm的钢熔体中通过即喂丝加搅拌的方法喂入Al‑（1.5～30）wt.％Ti复合铰丝，获得含O、Al、Ti的钢液，由于含有高于基体合金熔点的析出相Al2O3和Ti3O5的合金元素Al、Ti、O，随着温度下降，Al、Ti、O溶解度下降，以较快的冷却速度形成的较大过冷度，同时在凝固过程中使熔体形成较大的流动线速度时，Al2O3和Ti3O5首先析出，获得大量原位纳米相Al2O3和Ti3O5弥散分布的铸锭。原位纳米相Al2O3和Ti3O5不仅能起到第二相强化作用，提高钢材强度，同时，还能作为异质形核核心，细化夹杂，减小晶粒尺寸，起到细晶强化效果。最终该高强钢的屈服强度≥1200MPa，延伸率≥15%。
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公开(公告)号：CN113249547A
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202110775038.6
申请日：2021-07-09
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种H13热作模具钢中细化夹杂物的冶炼方法，具体涉及一种H13热作模具钢中细化夹杂物的冶炼方法。通过向熔体中以不同区域少量供给的方法喂入铁皮包裹Al‑Si粉的复合粉体在钢液中形成大量球状纳米级Al2O3‑SiO2类夹杂物，同时采用底吹氩气的方式使熔体中形成流场，最终获得组织均匀且性能优良的高级优质H13热作模具钢铸锭（夹杂物等级A+B+C+D+DS级≤2.5）。本发明铸造工期短，成本低廉，能大批量生产，对产品复杂程度限制少，大大地提高了金属材料强度和塑性，制备的具有纳米尺寸夹杂物的H13热作模具钢模具钢铸锭，抗拉强度和韧性都得到了很大的提升，达到北美NADCA对高级优质模具钢的性能要求。
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公开(公告)号：CN110538977B
公开(公告)日：2021-04-16
申请号：CN201910876327.8
申请日：2019-09-17
Applicant: 北京科技大学
IPC: B22D13/00 , C22C1/02 , C22C33/04 , C22C21/02 , C22C38/02 , C22C38/04 , C22C38/44 , C22C38/46 , C22C1/03
Abstract: 一种减弱合金偏析的铸造装置和方法。装置由熔炼系统、浇注系统、铸型、底部转动盘，联接轴，离心桶组成，方法采用感应加热法熔炼合金，铸型嵌在多维剪切流施加装置中的离心桶中，离心桶在联接轴驱动下随着底部转动盘共同旋转，使铸型进行复合运动，合金熔体凝固，即实现合金中偏析的减弱甚至消除。本发明采用感应熔炼和多维剪切流技术实现合金铸锭中偏析的显著减少甚至消除。多维剪切流在熔体凝固过程中，一方面促进宏观尺度上熔体浓度的均匀化，另一方面配合各向异性表面张力的作用，引起晶体生长过程中的分裂，促进铸锭晶粒尺寸的细化。本发明消除了M50钢铸锭的宏观偏析，显著减弱Al‑7wt％Si合金铸锭的微观偏析，铸造工期短，成本低廉，对产品复杂程度限制少。
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公开(公告)号：CN110218902B
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN201910549204.3
申请日：2019-06-24
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种减弱甚至消除铜合金晶界处偏析的方法。利用铸造过程中在熔体中原位生成的高度密集的纳米颗粒从三个方面减弱甚至消除合金中晶界处的偏析，包括在凝固过程中阻碍溶质再分配，同时发挥异质形核作用细化晶粒进而缩短偏析路径和分割偏析相，以及热处理过程中为偏析相组成元素提供扩散通道。本发明采用的微量合金元素及其形成的纳米颗粒需具备三个条件：纳米相形成元素在热力学上满足在基体熔体中提前析出的条件；纳米颗粒与基体的晶格错配度小，凝固过程中通过纳米颗粒的异质形核作用产生显著的晶粒细化效果，同时增强颗粒捕捉的潜力；纳米颗粒具有高于基体的哈梅克常数，为纳米颗粒的自发捕捉提供负的范德华力，工艺简单，成本低廉，能大批量生产。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110983099A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911245160.1
申请日：2019-12-06
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种纳米颗粒-细微晶结构强化Cu-12Sn-1.5Ni合金的方法，其特征是在Cu-12Sn-1.5Ni合金的化学成分基础上添加微量铁，化学成分质量百分比：(9.0～12.5)Sn，(1.3～2.0)Ni，(0.03～1.5)Fe(wt.％)，其余为Cu。本发明采用电磁感应加热的方式熔炼铸造Cu-12Sn-1.5Ni-(0.03～1.5)Fe(wt.％)合金。优点为微量铁-感应熔炼耦合作用使铸态Cu-12Sn-1.5Ni合金中形成富铁纳米颗粒-细微晶结构，同时粗大连续的δ偏析相变的细小分散。纳米颗粒-细微晶结构的协同强化作用以及细小分散δ相对塑性损害作用的弱化使得铸态Cu-12Sn-1.5Ni-(0.03～1.5)Fe(wt.％)合金兼具高强度和高塑性，综合性能优异。本发明工艺简单，应用性强，可以用于制备大块体、形状复杂的高性能Cu-12Sn-1.5Ni-(0.03～1.5)Fe(wt.％)合金构件。
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公开(公告)号：CN110538977A
公开(公告)日：2019-12-06
申请号：CN201910876327.8
申请日：2019-09-17
Applicant: 北京科技大学
IPC: B22D13/00 , C22C1/02 , C22C33/04 , C22C21/02 , C22C38/02 , C22C38/04 , C22C38/44 , C22C38/46 , C22C1/03
Abstract: 一种减弱合金偏析的铸造装置和方法。装置由熔炼系统、浇注系统、铸型、底部转动盘，联接轴，离心桶组成，方法采用感应加热法熔炼合金，铸型嵌在多维剪切流施加装置中的离心桶中，离心桶在联接轴驱动下随着底部转动盘共同旋转，使铸型进行复合运动，合金熔体凝固，即实现合金中偏析的减弱甚至消除。本发明采用感应熔炼和多维剪切流技术实现合金铸锭中偏析的显著减少甚至消除。多维剪切流在熔体凝固过程中，一方面促进宏观尺度上熔体浓度的均匀化，另一方面配合各向异性表面张力的作用，引起晶体生长过程中的分裂，促进铸锭晶粒尺寸的细化。本发明消除了M50钢铸锭的宏观偏析，显著减弱Al-7wt％Si合金铸锭的微观偏析，铸造工期短，成本低廉，对产品复杂程度限制少。
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公开(公告)号：CN103540788B
公开(公告)日：2016-08-10
申请号：CN201310477158.3
申请日：2013-10-14
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种Cr纳米结构晶粒铜的制备方法，属于金属材料领域，各组分的重量百分比：铬0.2～0.5%、锆0.1～0.3%、镁0.05～0.2%、铈0.01～0.02%，通过控制离心速率和离心时间，铸造出含有纳米颗粒的铜合金。这种纳米颗粒在熔融态时作为形核核心，晶粒尺寸显著减小。由于第二相纳米颗粒对位错运动的阻碍以及细小的晶粒，铸态下铜合金的强度得到一定程度的提高。通过后续形变强化和固溶时效，以及与基体保持共格或半共格的Cr纳米颗粒的作用下合金的强度比同等合金显著提高，时效后导电率也得到了很好地保持，强度和导电率分别达到：560MPa～640MPa，70%IACS～83%IACS。
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公开(公告)号：CN103540788A
公开(公告)日：2014-01-29
申请号：CN201310477158.3
申请日：2013-10-14
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种Cr纳米结构晶粒铜的制备方法，属于金属材料领域，各组分的重量百分比：铬0.2～0.5%、锆0.1～0.3%、镁0.05～0.2%、铈0.01～0.02%，通过控制离心速率和离心时间，铸造出含有纳米颗粒的铜合金。这种纳米颗粒在熔融态时作为形核核心，晶粒尺寸显著减小。由于第二相纳米颗粒对位错运动的阻碍以及细小的晶粒，铸态下铜合金的强度得到一定程度的提高。通过后续形变强化和固溶时效，以及与基体保持共格或半共格的Cr纳米颗粒的作用下合金的强度比同等合金显著提高，时效后导电率也得到了很好地保持，强度和导电率分别达到：560MPa～640MPa，70%IACS～83%IACS。
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公开(公告)号：CN101976559A
公开(公告)日：2011-02-16
申请号：CN201010216970.7
申请日：2010-06-23
Applicant: 北京科技大学
IPC: G10K11/16
Abstract: 本发明属于功能材料领域，特别是提供了一种变截面声子晶体弹性材料的连接方法。其特征是变截面声子晶体弹性材料由铜块与橡胶柱组成，铜块与橡胶柱先用胶粘合，然后加上铜质压片，再用螺栓固定；铜质压片厚度0.5mm-1mm，外径较铜块凹槽小0.2mm，内径较橡胶柱大0.2mm。本发明采用胶粘合的同时利用压片螺栓加强结合强度。使材料间的结合强度远大于传统的胶粘结的方法，使得声子晶体可以应用到一些振动强度高的减振环境。
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