本项目是在国家自然科学基金、山东省自然科学基金（Y2003F05）和教育部访问学者基金等的资助下完成的，属于机械与材料科学交叉技术领域的理论研究成果。本项目的主要创造性成果包括： 1）针对异种材料连接区微观组织与宏观性能的相关性展开深入系统研究，特别是通过现代测试技术和计算机数值分析，对异种材料熔合区组织结构、微裂纹及断口形态、瞬时扩散氢及应力分布、界面扩散等进行了系统的研究，揭示了异种材料连接区微观行为与一系列宏观性能之间的联系；

2) 采用低匹配焊材、控制工艺参数和焊接区在超低氢水平，解决了不预热条件下焊接异种高强钢的难题。结合计算机技术进行显微图像微裂纹跟踪和数据处理，提出了异种高强材料熔合区划分方案，为研究异种材料焊接熔合区裂纹的萌生和扩展奠定理论基础。

3）提出一种新型的带内冷通道的耐磨镶环的焊接技术。这项技术是将高镍铸造合金与不锈钢通过焊接方法制成带有内冷耐磨镶环的新型铝活塞，这样既可以节约材料，又能充分发挥两种金属各自的性能优势，提高内燃机和汽车发动机的性能要求，具有非常广阔的市场应用前景。

例如，针对内燃机、汽车发动机的性能要求，将高镍合金与奥氏体不锈钢焊接制成带有内冷通道耐磨镶环的新型铝活塞，既可以节约材料，又能充分发挥两种金属各自的性能优势，大幅度提高内燃机和汽车发动机的性能，减少废汽排放量。我国轿车发动机很多因达不到废气排放标准，难以进入欧美市场。采用这种新型耐磨镶圈的汽车发动机，可大幅度减低废弃排放，提高排气标准，使生产的轿车进入欧美市场。但是，高镍铸造合金与奥氏体不锈钢在物理、化学性能上差异很大，阻碍其焊接结合。特别是高镍铸造合金耐磨外环的厚度为10mm以上，而奥氏体不锈钢内冷圈的厚度仅0.4～0.6mm，易导致焊穿或产生焊接裂纹，难以满足产品的技术要求。该项成果攻克了这一技术难题。

该项成果获2006年度教育部高等学校科学技术奖（自然科学）一等奖。主要完成人：李亚江、王娟、陈茂爱等。

相关介绍

先进材料的特种焊接

本课题组从事金属间化合物、先进陶瓷、复合材料、低合金高强钢、有色轻金属、新型不锈钢、耐热合金等材料的特种焊接及应用技术研究。主持国家、省（部）级和国际合作项目、横向课题16项、完成技术推广和开发20多项。获教育部自然科学一等奖1项，或山东省科学技术奖4项，获国家发明专利8项，在国内外重要刊物上发表论文180多篇，被SCI、EI收录110多篇，被国内外同行多次引用。出版专著和手册10多部。与国内外高校和科研院所建立了稳定的合作关系，熟悉本学科发展动向，愿与国内外企业合作开发新产品和技术攻关。

技术推广项目

联系人：李亚江（教授、博士导师）

山东大学（千佛山校区）材料科学与工程学院 连接技术研究所（邮编250061）

E-mail: yajli@sdu.edu.cn

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