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結構材料輕量化是目前國民經濟、國家重大需求的重大挑戰(zhàn)，材料結構功能一體是新材料的重要發(fā)展方向。 輕質高強泡沫鋁合金復合夾芯板以超輕質的泡沫鋁合金為芯層，與鋁合金面板實現(xiàn)冶金結合，具有比重小，高剛度，高阻尼減振，高能量吸收的特點，同時實現(xiàn)與阻燃、電磁屏蔽功能兼容性，在先進交通、航空航天領域具有廣泛的應用前景。通過可調控的芯層泡沫鋁合金孔結構，復合夾芯板的實現(xiàn)了同等質量鋼板6倍的高剛度，同時比重僅與水接近，該成果已經應用于我國重要裝備制造。

依據(jù)焊條在焊接過程中的冶金原理、并根據(jù)合金化機理和礦物粉的各自特性，以純鎳絲為焊芯，采用國產原材料研發(fā)出反比例配方的鎳基合金焊條NiCrFe-9。中國用于9%鎳鋼焊接的超低溫鎳基合金焊條全部依賴進口。我國研制的SJTU-ENiCrFe-9鎳基合金焊條的工藝性能優(yōu)于同類國外產品（焊條無發(fā)紅現(xiàn)象、脫渣容易、熔渣覆蓋均勻）；焊條溶敷金屬拉伸性能與國外同類產品相當，超低溫沖擊功平均值高于同類國外產品約40%。

鈦合金/鋼異種金屬焊接接頭在壓力容器、化工、醫(yī)療設備等制造領域應用前景廣泛。本項目采用連續(xù)驅動摩擦焊機進行鈦合金/鋼異種金屬焊接，適用于管與管、棒與棒和棒與管等旋轉類零部件的摩擦焊接。對于TC4鈦合金/40Cr鋼異種金屬摩擦焊接頭，其抗拉強度能夠達到40Cr鋼母材水平，實焊TC4鈦合金/40Cr鋼異種金屬摩擦焊接頭標準試樣拉伸斷裂照片如圖所示。

本團隊基于電磁冶金領域二十余年的積累，掌握了銅合金領域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長尺寸大卷重電磁連鑄技術，開發(fā)出易偏析銅合金合金超細化與均質化連鑄技術、高性能銅合金多模式定制磁場凈化技術等一系列具有自主知識產權的核心技術。 一、項目分類 關鍵核心技術突破、顯著效益成果轉化 二、成果簡介 本團隊基于電磁冶金領域二十余年的積累，掌握了銅合金領域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長尺寸大卷重電磁連鑄技術，開發(fā)出易偏析銅合金合金超細化與均質化連鑄技術、高性能銅合金多模式定制磁場凈化技術等一系列具有自主知識產權的核心技術。相關技術應用于高強高導高彈銅合金領域如銅鉻鋯合金、銅鎳錫合金、銅鈦合金、銅碲合金及超高純無氧銅的規(guī)模化制備等都取得較好的效果。 1）銅鉻鋯非真空熔煉-電磁連鑄技術 由于鉻、鋯元素和氧的親和力較大，所以合金元素的燒損是銅鉻鋯合金的熔煉必須解決的問題。本項目團隊在銅合金熔煉，特別是銅鉻鋯合金的非真空熔煉方面，開展了近20年的研究，開發(fā)了一系列具有自主知識產權的非真空熔煉連鑄技術、成分穩(wěn)定控制技術、合金熔體潔凈化技術等，獲授權發(fā)明專利和實用新型專利近20項。本團隊已在完成中試級表面光滑、內部致密無裂紋、成分均勻的全等軸晶銅鉻鋯棒線材，鑄態(tài)宏觀晶粒度經上海材料研究所測定為M-9.0級。此外，本團隊從前期研究中，從塑形變形工藝和熱處理工藝角度，提出采用多道次連續(xù)擠壓及熱處理工藝優(yōu)化銅鉻鋯合金想性能的方法，并成功將銅鉻鋯棒材性能的抗拉強度提高到654MPa，斷后延伸率為13.5%，且電導率還能保持在79.3%IACS；這遠遠高于2017年電車線用銅鉻鋯合金線材國家標準的性能要求：抗拉強度＞570MPa，塑性＞3%，電導率＞75%IACS。相關技術已與世界五百強新興際華集團下屬新興發(fā)展集團有限公司達成1800萬元專利轉讓。 2）高均質超細晶電磁連鑄技術 傳統(tǒng)連鑄制備過程中多元銅合金如銅鉻鋯合金等常存在組織粗大、成分偏析等問題，這將會嚴重影響后續(xù)的材料加工過程，導致在后續(xù)的軋制，擠壓等工藝過程中很容易產生軋制裂紋等缺陷。本團隊開發(fā)的電磁場連鑄過程易偏析合金超細化與均質化調控技術，能在連鑄過程中，充分攪拌熔體，均勻化凝固前沿溫度，實現(xiàn)易偏析合金的超細化與均質化。該技術已被應用于銅鎳錫合金的連鑄中，實現(xiàn)了該合金連鑄制備的超細化和均質化，所制備全等軸晶銅鎳錫合金鑄態(tài)組織宏觀晶粒度達到M-10.0級。目前該技術已實現(xiàn)中試級百米長度的連續(xù)電磁鑄造，且已與寧波博威、上海中船重工711研究所、銅陵金威、溫州元鼎等開展合作。進一步將該技術推廣于銅碲、銅鐵、銅鈦的連鑄，均取得了極為優(yōu)異的細晶、表面光潔、成分均勻的連鑄效果。 3）超高純無氧銅電磁連鑄技術 金屬材料純凈度是提高其力學和電學等綜合性能的關鍵因素，是制備高品質金屬材料的關鍵環(huán)節(jié)。高端金屬材料中夾雜物和氣泡對材料性能影響巨大，許多高端金屬材料的開發(fā)都取決于這類缺陷的控制水平。本團隊參與開發(fā)的金屬連鑄多模式定制磁場凈化技術，已成功應用于高純高導無氧銅材料的制備，可將銅中氧含量中降低3ppm以下，達到目前世界無氧銅的最高標準——美國ASTM≤3ppm。與此同時，該高純無氧銅的電導率高達100.1%IACS，目前已全面取代進口并用于我國蘭州重離子加速器、散裂中子源大科學裝置、美國Michigan大學FRIB裝置等重大科學裝置建設。該項技術已獲得2015年度上海市技術發(fā)明一等獎，2015年度教育部自然科學二等獎，2015年度教育部技術進步二等獎等獎項。目前該技術已與福建紫金銅業(yè)、上海上大眾鑫科技發(fā)展有限公司、寧波興業(yè)、寧波金田等開展深入合作。

技術背景：通過稀土與鋅交互作用促進非基面滑移，提高合金塑形；通過 減少析出相與基體的電位差，提高合金耐蝕性，開發(fā)了高韌耐 腐蝕JDM1鎂稀土合金。技術水平： JDM1鎂稀土合金具有綜合力學性能(強度與韌性)、鑄造工 藝性能和接近鋁合金的耐腐蝕性能。 該技術獲2010年上海市技術發(fā)明一等獎， 授權專利2項。應用領域：? 航空、航天輕質構件 ? 汽車車架、輪轂等輕質構件? 汽車發(fā)動機缸蓋/缸體 

鎂合金是作為一種輕質金屬結構材料，具有密度低、比強度和比剛度高、阻尼性能好、電磁屏蔽效果好、鑄造性能優(yōu)良和加工性能好的優(yōu)點，獲得了廣泛的應用前景。在鎂合金產業(yè)化應用過程中，稀土往往作為制備過程中的優(yōu)化劑來改善合金的熔體純凈度、晶粒細化度及產品外觀質量，同時可大幅度提升合金的強度與延伸率。但是目前普遍使用的稀土鎂合金強度低導熱性能差，限制了其大規(guī)模應用。因此，開發(fā)具有高導熱性、高強度的鎂合金對于擴大鎂合金在 5G 通信、3C 器件及汽車產品等需要高散熱領域的應用，具有極其重要的意義。 高導熱高強度鎂合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金屬，Nd 的添加可以改善合金的熔體純凈度、晶粒細化度及產品外觀質量，并有效析出基體中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的導熱性能和力學強度。鎂合金的導熱性能可以通過導熱率來體現(xiàn)，力學性能可以通過抗拉強度，屈服強度體現(xiàn)。高的導熱性能可以保證合金在散熱器件領域的熱導性能指標，使器件可以具有較快的熱量傳輸能力，使設備內部熱量及時排出;高的力學強度可以保證合金作為結構件的力學性能指標，使其作為結構件更為可靠。相較于傳統(tǒng)鎂合金，團隊通過添加 Nd 稀土元素可以有效提升鎂合金的導熱性能和力學強度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化鎂合金的織構，提升鎂合金各晶粒之間的協(xié)調能力:而且 Nd 在鎂合金成型過程中可以與 Zn 原子結合形成熱穩(wěn)定的第二相，促進動態(tài)再結晶提升鎂合金的強度:此外，Nd 元素的添加會與基體中的 Zn 元素結合，減弱基體中的晶格畸變，提升鎂合金的熱導率。

1J79 冷軋帶鋼 0.1～0.5×100mm 1J85產品特點：具有高的初始磁導率。 用途：在弱場中工作的各種變壓器、互感器、磁放大器。軛流圈鐵芯及磁屏蔽等。 1J50冷軋帶鋼 0.05～1.0×100～200 特點：具有較高的飽和磁感應強度和磁導率。 用途：在中等磁場中工作的各種變壓器、繼電器、電磁離合器鐵芯。 4J29鐵鎳鈷玻封合金 特點：在－60＋400℃溫度范圍內具有一定的線膨脹系數(shù)，能與硬玻璃進行匹配牢固對接。 用途：適用于發(fā)射管、振蕩管、引燃管、晶體管、繼電器外殼等電真空器件。 規(guī)格：冷軋帶鋼 0.1～1.0×100mm 4J42鐵鎳玻材合金帶材 5J11、5J18、5J23 熱雙金屬帶材

陳國良院士的研究組在863及國家自然科學基金支持下，以創(chuàng)新的發(fā)展高溫TiAl合金新思路，在國內外首次成功發(fā)展出有自己知識產權的高Nb 高溫TiAl合金。該合金具有以下優(yōu)點： 高溫強度和使用溫度與先進渦輪盤用變形鎳基高溫合金相同，比重比鎳基高溫合金小一半，減重效果達50%。 比普通TiAl合金的使用溫度高60-100℃，強度高400～500 Mpa。 成分特點：高鈮低鋁（7/10Nb,￡45Al）提高熔點和組織穩(wěn)定性、高鈮固溶強化及少量W、Hf、Mn、C、B、稀土等復合強化強化。   該項目先后獲得部級自然科學一等獎和部級科技進步二等獎各三項。在高鈮的強化作用和機制，形變誘導晶界結構和有序結構變化，形變孿晶和孿晶交截機制，層錯能和超位錯分解寬度研究等方面都有創(chuàng)造性成果。得到一項高鈮鈦鋁合金專利，申請專利2項，發(fā)表文章約100篇。