2024国家自然科学基金焊接.docx

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1、自然科学基金申请书正文报告撰写提纲1 .面上项目正文报告撰写提纲面上项目的申请应有重要的科学意义，瞄准国际科技发展前沿，在国家需求引导下的科学家自由探究。申请的项目理论依据充分，学术思想新奇，创新性强，通过探讨可获得新的科学发觉获得的重要进展。面上项目，包括自由申请项目、青年科学基金项目、地区科学基金项目，申请者可自由选题。自由申请项目，实行非定向申请。申请者可依据国家自然科学基金委每年发布国家自然科学基金项目指南，提出资助的主要范围、激励探讨领域提出申请；青年科学基金项目是促进青年科技工作者的成长，培育和造就具有发展潜力的优秀青年人才；地区科学基金项目，是加强对边远地区、少数民族地区等科学探

2、讨基础薄弱地区探讨工作的支持，重点激励和资助申请者结合当地资源和自然条件特点提出的探讨项目。全部申请书均由简表（规范格式）及主体内容即正文报告（自由格式）两部分构成。一、 简表：计算机录入专用表格，请在指定的位置选择并按要求输入正确信息。填写必需精确清晰，单位名称以单位公章全称填写。代码必需运用国家自然科学基金委员会当年发布的申请项目分类书目及代码中所列的代码。二、 正文报告：要求分栏目撰写，条目清晰，标题突出，以下内容中解依字部分撰写后应删除。Mg/Al异种活性金属焊接区微观结构与性能的相关性探讨正文报告提纲（一）立项依据与探讨内容（40008000字）：1 .项目的立项依据（探讨意义、国内

3、外探讨现状及分析。基础探讨需结合科学探讨发展趋势来论述科学意义;应用探讨需结合国民经济和社会发展中迫切须要解决的关键科技问题来论述其应用前景。）附主要的参考文献书目）。1、项目的立项依据（1）立项意义活性轻金属镁（Mg）、铝（AI）及其合金是航空航天、电子、能源等高新技术领域中广泛应用的金属，其中镁是近年来国家重点发展的新材料之一减轻重量、缩小体积始终是航空发动机和飞机结构设计追求的目标。近年来，北美、欧洲和日本等发达国家加大投入进行Mg基轻质材料的开发与应用探讨，Mg合金应用和重点探讨从航空、军工等领域扩展到民用高附加值产业（如汽车、计算机和通讯等特殊是近年来由于节能和环境爱护的要求，汽车将

4、成为Mg合金应用的重要领域。我国是世界上镁资源最丰富的国家之一，但对镁合金的探讨与应用还处于起步阶段。Mg合金有很多独特的优点，如质轻、比强度高、抗冲击等。镁合金探讨与推广应用的关键之一是镁与异种金属的焊接问题针对计算机、通讯和航空材料特殊性能的要求，将Mg和Al连接形成复合结构可以发挥两种金属不同的性能。实现Mg/Al异种活性金属的牢靠连接，获得性能优良的焊接接头，能大大提高航空航天领域对结构件性能的要求，具有重要的理论意义和实际应用价值，在将来航空结构等领域有广袤的应用前景。MgZAI异种活性金属焊接的技术难度很大，采纳常规的焊接方法难以获得满意运用性能要求的焊接接头。Mg/Al异种活性金

5、属焊接的难度主要在于：I）Mg和Al都是活性、极易氧化的金属，工件表面的氧化膜阻碍二者结合；2 ）Mg/Al熔焊接头晶粒粗大，焊缝和熔合区存在界面反应，易形成脆性相和强化相偏析，特殊是Mg具有较大的热脆性，接头处产生的热应力易导致产生裂纹。MgZAl异种活性金属的焊接是目前航空新材料探讨的前沿课题，也是异种活性金属结构制造中急需解决的难题之一，具有开创性的意义。本课题的目的是探讨MgZAl异种活性金属熔焊（电磁脉冲氢弧焊）和固相快速扩散焊接头区域微观组织结构与性能的相关性，针对Mg/Al异种活性金属熔焊接头区域的脆性相形成与限制、扩散焊界面结合强度、微观组织结构和性能、元素扩散机制等进行深化探

6、讨，揭示其内在规律性。该项探讨将为Mg/Al异种活性金属焊接奠定试验和理论基础，对Mg及其合金异种活性金属的焊接探讨及应用有重要的推动作用。该项探讨以其独特的技术优势可应用于航空航天、电子、汽车、国防和军事装备等领域，具有重大的经济和社会效益。（2）国内外探讨现状、水平和发展趋势有关镁、铝及其合金同种材料的焊接，目前主要采纳电子束焊6旬、激光焊、鸨极负弧焊、扩散钎焊和搅拌摩擦焊等方法3L但对于MgZAI异种活性金属焊接的探讨，国内外的文献极少。由于Mg/Al异种金属采纳熔焊方法时接头区域晶粒粗大，焊缝中形成脆性的Mg-Al金属间化合物，易导致产生裂纹和接头力学性能差，难以满意工程中的运用要求。

7、近年来Mg/Al异种金属的固态焊接探讨（如采纳搅拌摩擦焊、扩散焊等）受到各国探讨者的关注l2,31.搅拌摩擦焊（FrictionStirWelding,简称FSW）是种先进的固态连接方法，具有很多独特的优点，是近几年发达国家连接技术探讨的热点。例如，美国UniversityofTexas的A.C.Somasekharan等针对Mg与6061铝合金进行了搅拌摩擦焊试验并取得进展；日本TohokuUniversity学者S.Sato.Yutaka等针对A1-6063与铸造Mg合金（AM50和AZ31）也进行了搅拌摩擦焊试验探讨I；国内还没有Mg/Al搅拌摩擦焊方面的报导。搅拌摩擦焊在焊接Mg/Al

8、异种活性金属中存在的问题：一是搅拌摩擦焊依靠搅拌头摩擦产生热量，使元素扩散和晶粒重新组合从而实现金属的结合，对工件定位严格，只适合于平干脆头，受摩擦传热影响试板不能太厚；二是Mg、AI都是极易氧化的金属，摩擦热使Mg、Al氧化，在接头处生成的氧化膜难以解除，影响MgZAl界面扩散结合。扩散焊（DiffUSionBOnding）是在固态下使接触面之间的原子相互扩散实现材料连接的方法。对于镁及其合金同种材料扩散焊的探讨，日本HSomekawa等采纳加热温度300400C,保温时间72h,压力220MPa,对纯镁进行扩散焊接试验口的，并对焊接接头力学性能进行了探讨。对于异种铝及其合金较多采纳超塑性（

9、SPF）与扩散焊的组合工艺，并已胜利的应用于Ti6Al4V板结构I。国内外对Mg、Al活性金属的焊接探讨主要是同种金属的焊接，集中于焊接区域裂纹、化学不匀称性、接头区组织性能等方面皿。大连理工高校采纳活性化焊接（ACtiVatingflUX-TIG,简称A-TlG）对镁合金焊接接头的组织特征进行探讨，表明除了焊缝熔深比常规TIG焊增加以外，涂敷活性剂的焊缝接头的微观组织没有明显变更，没有消退Mg合金熔合区旁边的脆性相。由于活性轻金属界而探讨的困难性和受测试手段的限制，对Mg/Al异种活性金属的焊接探讨很少，截止目前，公开发表的文献只有几篇U2,EU,网。而且，现有的Mg及其合金异种金属焊接探讨

10、主要是在特定的焊接工艺条件下针对某一产品结构进行的，缺乏系统性和相互之间的内在联系。假如能采纳熔焊工艺和固相焊（如扩散焊）工艺对Mg/Al异种活性金属的焊接（包括工艺、接头区组织、性能等）进行系统探讨，将大大推动MgZAI焊接探讨的进展和应用。本项探讨就是在这一指导思想下提出的。（3）本课题组探讨基础和选题的依据本课题组在前期的科研工作中，针对Mg、AkTi等活性金属，采纳鸨极氢弧焊、真空钎焊、扩散焊和搅拌摩擦焊等，进行了大量的试验探讨并取得了阅历，建立了较完备的试验基础，为Mg/Al异种活性金属的焊接探讨创建了条件。本项探讨拟针对Mg/Al异种活性金属，采纳电磁脉冲铛极氧弧焊（EMP-TIG

11、）和计算机严格限制的先进的快速真空扩散焊（HS-DB）,开展Mg/Al异种活性金属焊接区域微观组织结构与性能的相关性探讨，解决Mg/Al异种活性金属焊接难题，对Mg及其合金以及MgZAi复合焊接结构的探讨及应用将产生推动作用。本项探讨将特殊针对：1）熔焊条件下Mg/Al熔合区旁边脆性相的形成与限制、组织与性能的相关性等进行探讨；2）快速扩散焊条件下的Mg/Al界面结合强度、活性元素界面扩散机制等进行深化探讨。采纳限制熔合区熔化和再结晶的电磁脉冲氮弧焊和适当的填充金属，可以消退Mg/Al熔焊焊缝或熔合区旁边的脆性相，获得组织性能良好的焊接接头。快速真空扩散焊过程中，特殊的固态焊接条件能够变更材料

12、的常规物理冶金状态，用于Mg/Al异种活性金属可明显提高其接头性能。实现Mg/Al异种活性金属的焊接具有广袤的应用前景，但目前MgZAl异种活性金属的焊接探讨刚处于起步阶段。本课题以具有良好塑性、韧性及耐腐蚀性和在航空、电子、汽车等领域有潜在应用前景的Mg/Al新型轻质材料为探讨对象，采纳电磁脉冲鸨极氮弧焊和快速扩散焊实现Mg/Al异种活性金属的牢靠连接。分析不同工艺参数下获得的Mg/Al焊接区域的微观相结构变更，探讨快速扩散焊过程中界面固态结合机制及元素的动态扩散行为。该项探讨立足于学科前沿、学科交叉，揭示Mg/Al异种活性金属熔焊与固相扩散焊接头区域组织与性能内在联系的规律性，为Mg/Al

13、异种复合结构的开发应用奠定重要的理论基础,对加速Mg/Al异种焊接结构在我国航空、电子、汽车等领域的应用具有重要的意义。参考文献1.曾荣昌，柯伟，徐永波等.Mg合金的最新发展及应用前景.金属学报、2024,37(7):673-685.2. 于彦东，张凯锋，蒋大鸣等.MB15超塑性镁合金扩散连接试验.焊接学报.2024,24(1):64683. Y.Huang,N.Ridley,EJ.Humphreysetal.Diffusionbondingofsuperplastic7075aluminiumalloys.MaterialsScienceandEngineerings1999,266A:29

14、5302.4. 黄伯云.我国有色金属材料现状及发展战略.中国有色金属学报.2324、14,专辑1:1220127.5. A.Munilz,C.Cotler,H.Shahametal.ElectronbeamweldingofmagnesiumAZ91Dplates.WeldingJournal,2000,79(7):202s208s.6. S.F.Su,J.C.Huang,H.K.Linetal.Electron-beamweldingbehaviorinMg-AI-basedalloys.MetallurgicalandMaterialsTransactions,2024,33A(5):I4

15、611473.7. A.Weisheit,R.Galun,B.L.Mordike.CO2laserbeamweldingofmagnesium-basedAlloys.WeldingJournal,1998,77(4):149s-154s.8. 张兆栋，刘黎明，王来.镁合金活性TIG焊焊接接头组织特征分析，焊接学报、2024,25(4):5558.9. W.D.Macdonald,T.W.Eagar.Isothermalsolidificationkineticsofdiffusionbrazing.MetallurgicalandMaterialsTransactionsy1998,29A(

16、1):315325.10. 张华，林三宝，吴林，冯吉才.AZ3I镁合金搅拌摩擦焊接头焊核区域成型过程及影响因素，航空材料学报、2024,24(2):6-10.11. 曲文卿，王奇娟，张彦华.铝基复合材料与铝合金的TLP扩散连接，焊接学报、2024,23(6):6770.12. A.C.Somasekharan,L.E.Murr.Microstructuresinfriction-stirweldeddissimilarmagnesiumalloysandmagnesiumalloysto6061-T6aluminumalloy.MaterialsCharacterization,2024,52

17、:49-64.13. YutakaS.Sato,SeungHwanC.Park,MasatoMichiuchi,etal.ConstitutionalliquationduringdissimilarfractionstirweldingofAlandMgalloys,ScriptaCharacterization,2024,52:49-64.14. H.Somekawa,H.Hosokawa,H.Walanabeetal.Experimentalstudyondiffusionbondinginpuremagnesium.MaterialsTransactionsi2024,42(10):2

18、05207.15. H-Andrzejewski,L.EBrdawi,B.Rolland.ThetoughnessinthediffusionweldingofTi-6AI-4Valloys.WeldingJournal,1993,72(9):425s29s.16. AsahinaToshikatsu.SolidificationcracksensitivityofTIGweldedAZ31magnesiumalloy,JournalofInstituteofLightMetals,1999,49(12):595-599.17. 刘鹏，李亚江，王娟，耿浩然.Mg/Al异种材料真空扩散焊界面区域

19、的显微组织.焊接学报.2024,25(5):5-8.18. 1.Lu,Y.EZhang.InfluenceofprocesscontrolagentoninterdiffusionbetweenAlandMgduringmechanicalalloying.JournalofAlloysandCompounds,1999,290:279283.摘要：采纳电磁脉冲铝极氧弧焊和计算机严格限制的快速扩散焊，开展在航空、电子、汽车等领域有广袤应用前景的Mg/Al异种活性金属的焊接探讨，消退采纳常规焊接方法在Mg/AI熔合区或界面处形成的脆性区。提出对Mg/Al熔合区和界面剪切强度和韧性进行试验评定的微

20、剪切试验，结合声像显微分析技术对焊接区微裂纹扩展与断裂进行跟踪拍摄和显微图像分析。探讨熔合区或界面旁边新相生成、微观结构和元素扩散对组织性能的影响，揭示微观结构与宏观性能之间内在联系的规律性，为Mg/Al异种复合结构的开发应用奠定重要的理论基础。关键词：Mg/Al异种活性金属；电磁脉冲氢弧焊；快速扩散焊；微观结构2.项目的探讨内容、探讨目标，以及拟解决的关键问题。（此部分为重点阐述内容）（1）探讨目标采纳电磁脉冲得极氮弧焊（EMP-TlG）和计算机严格限制的快速扩散焊（HS-DB）技术实现对Mg/Al异种活性金属的焊接，获得熔合区或界面稳定结合、性能优异的焊接接头。通过对MgZAl异种焊接接头

21、或扩散界面的微观相结构、元素分布及扩散界面结合性能的探讨，分别建立熔焊和扩散焊条件下MgZAl异种活性金属焊接接头形成的动力学模型，探讨熔合区或界面旁边的化学反应、新相生成、微观结构和元素扩散对组织性能的影响，寻求微观结构与宏观性能之间内在联系的规律性。为MgZAl异种复合材料的开发应用供应重要的理论基础和试验依据。（2）探讨内容D提出2种改进的Mg/Al异种活性金属焊接新工艺采纳电磁脉冲铛极筑弧焊（EMP-TIG）通过填加不同成分的填充金属，实现Mg/Al异种金属的牢靠连接通过限制工艺参数不便熔合区旁边产生再结晶，消退采纳常规熔焊方法在Mg/Al焊缝或熔合区处形成的脆性区。通过计算机程序限制

22、，在扩散焊后期降温阶段充氮气速冷等工艺措施，实现Mg/Al异种金属的快速扩散连接，形成性能稳定牢靠的扩散焊接头。探讨快速扩散焊工艺参数对固相条件下MgZAl接头形成、微裂纹倾向的影响。2） EMP-TIG和快速扩散焊接头的强韧性探讨不同工艺参数条件下形成的电磁脉冲鸨极氮弧焊（EMP-TIG）接头的强度和韧性，特殊是熔合区韧性及脆化倾向。通过计算机程序限制，探讨扩散焊工艺参数（加热温度、保温时间、压力、充氮气速冷等）对MgZAl界面扩散过渡区宽度、界面剪切强度、显微硬度和微裂纹扩展的影响规律,提出快速扩散焊工艺限制措施。从工程角度评定Mg/Al异种活性金属快速扩散焊结合界面的剪切强度和韧性。3）

23、 Mg/Al电磁脉冲TIG焊和快速扩散焊接头的微观相结构采纳电子显微镜（SEM、TEM）、X射线衍射（XRD）技术分析电磁脉冲TIG焊和快速扩散焊接头区域的组织、精细结构和相组成；用XQF-2000图像分析仪对接头区域的相组成进行定量分析。采纳XRD、SEM.TEM和电子探针（EPMA）分析熔合区和扩散焊界面旁边的精细结构以及扩散焊界面旁边Mg、Al元素的扩散分布。把熔合区和扩散焊界面区域的力学性能（强度、韧性等）与微观相结构之间的关系联系起来进行深化分析。4） Mg/Al电磁脉冲TIG焊和快速扩散焊界面元素分布的数值分析针对形成的Mg/Al异种金属电磁脉冲TlG焊和快速扩散焊接头，依据电子探

24、针（EPMA）实测数据和计算机数值模拟，分别建立Mg/Al异种金属EMP-TIG熔焊接头和快速扩散焊界面元素分布的数值分析模型，确定Mg/Al熔合区和扩散焊界面旁边区域Mg、Al元素的扩散系数，探讨Mg/Al异种金属EMP-TlG熔合区和快速扩散焊界面旁边元素的动态扩散行为。（3）拟解决的关键问题1）Mg、Al极易氧化，阻碍Mg/Al界面形成稳定结合的扩散过渡区，界面结合强度低。解决措施是提高真空度或增加抽真空时间（还原氧化膜）使基体金属稳定结合，但这与快速扩散焊的预定目的相背离。因此，需改进扩散焊设备的限制系统，使之在加热初始阶段快速抽真空到高真空状态（105Pa）,保温阶段后期充氮气快速冷

25、却。（界面扩散初期对真空度要求较高，扩散后期对真空度要求不高）。2）采纳电磁脉冲铝极氮弧焊（EMP-TIG）通过调整工艺参数限制Mg/Al熔合区旁边由于熔化而产生再结晶，消退采纳常规熔焊方法时在MgZAl异种活性金属焊缝中或熔合区处形成的脆性区。3）Mg/Al异种金属电磁脉冲铝极氮弧焊熔合区旁边以及有新相形成的MgZAl扩散焊界面旁边元素扩散的模拟计算须要一系列扩散参数，特殊是要考虑Mg、Al元素的交互影响，这些参数的试验测定非常困难，拟采纳在不同相结构扩散过渡区中分层测定和计算的方法解决这个难题。3.拟实行的探讨方案及可行性分析。（包括有关方法、技术路途、试验手段、关键技术等说明）（1）探讨

26、方法和技术路途以Mg/Al异种活性金属电磁脉冲鹤极氮弧焊（EMP-TIG）和快速扩散焊工艺性试验为突破口，获得MgZAl异种活性金属稳定结合和性能优异的焊接接头，对Mg/Al异种活性金属电磁脉冲铝极氯弧焊和快速扩散焊接头微观组织结构、脆性相和元素扩散等进行探讨。拟实行的技术路途：工件预处理一工艺参数限制-EMP-TIG或快速扩散焊一界面强韧性限制一熔合区或界面微观相结构（接头形成机制）一熔合区或界面元素扩散一相关性分析。（2）试验方案1） Mg/Al异种活性金属焊接工艺电磁脉冲铛极氨瓠焊（EMPTIG）工艺采纳四种不同的焊丝（无Mg、低Mg、中Mg、高Mg）作为填充金属材料。通过调整电磁脉冲鹤

27、极氮弧焊工艺参数（如电流、电压、脉冲电流、焊速等），限制熔合区熔化以及产生再结晶的条件，实现Mg/Al异种金属的牢靠连接和制备不同工艺参数的系列EMP-TIG接头试样。Mg/Al异种活性金属快速扩散焊工艺常规真空扩散焊工艺须要几个小时，甚至更长的时间（主要是降温时间长）。采纳计算机程序限制和充氮气速冷的MgZAI快速扩散焊工艺可成倍缩短焊接时间，工艺参数采纳计算机程序自动精确限制。通过不同工艺参数（如温度、时间、压力、真空度、充氧快冷等）的快速扩散焊工艺性试验，制备不同工艺参数条件下的系列MgZAl快速扩散焊接头试样。2) Mg/AI异种金属电磁脉冲筲极筑弧焊(EMPTIG)接头强韧性对不同工

28、艺参数下的系列EMP-TIG焊接接头进行强度和韧性试验，特殊是针对EMP-TIG焊接熔合区，通过显微硬度试验判定其脆性相，对熔合区微裂纹扩展进行显微图像探讨，分析工艺参数对熔合区脆性相形成(韧性)的影响及限制措施。3) Mg/AI快速扩散界面抗裂性和剪切强度试验采纳微剪切试验对Mg/AI快速扩散焊结合界面的剪切强度和韧性进行试验评定，结合声像显微分析技术对界面微裂纹萌生、扩展与断裂形态进行观测和跟踪拍摄，用显微图像分析仪和计算机对测试结果进行图像分析。4) MgZAl电磁脉冲TIG焊和快速扩散焊接头区域的组织结构通过电镜(SEMsTEM)、高辨别电镜探讨Mg/AI电磁脉冲TIG焊和快速扩散焊接

29、头区域的组织、脆性相和相组成形态。采纳电子探针(EPMA)和X-射线衍射技术对Mg/AI扩散焊界面过渡区的成分和相结构进行分析，结合计算机技术进行接头微观图像和数据定量分析，揭示Mg/AI电磁脉冲TIG焊和快速扩散焊接头形成的微观机制。5) Mg/AI电磁脉冲TIG焊和快速扩散焊接头区域元素扩散的数值分析采纳电子探针(EPMA)对Mg/AI电磁脉冲TIG焊熔合区和快速扩散焊界面旁边区域的元素扩散分布进行测定，通过计算机模拟对MgZAl熔合区和扩散焊界面旁边Mg、AI元素分布进行数值分析，揭示电磁脉冲TIG焊和快速扩散焊工艺参数对Mg/AI异种金属焊接区域元素扩散的影响。(3)可行性分析申请者所

30、在的试验室是教化部重点试验室，已创建了国内先进的用于学术探讨的试验和测试条件。特殊是拥有从美国真空工业公司(C/VI公司)引进的具有世界领先水平的真空扩散焊设备(该设备目前在国内是最先进的)。本课题组多年从事先进材料特种焊接技术探讨，特殊是针对各种异种材料的焊接，积累了阅历并建立了肯定的理论、试验和物质基础。近几年针对Mg、AkTi活性金属异种材料的铝极氢弧焊、真空钎焊和真空扩散焊做了大量的试验探讨，系列探讨论文60余篇发表在国内外重要刊物(如JournalOfMaterialScienceyWeldingJournal)上。这些论文不仅揭示了异种材料焊接区域(特殊是扩散焊界面)微观组织结构的

31、变更规律，提出一些创新性的新概念，而且有些已经应用于工业生产。本课题组是一支中青年结合的实干队伍，课题负责人在先进材料焊接探讨方面已指导博士生3人，硕士生8人。课题组成员中3人具有博士学位，1人正在攻读博士学位，学术梯队配置合理、试验设备和各种检测仪器齐全，有从事较高层次科学探讨的阅历。课题组已经具备了肯定的物质基础和理论基础，对该探讨课题具有深厚爱好，充溢信念，并且探讨内容相对集中。本项探讨可得到广州有色金属探讨院等单位的全力支持(供应试验和应用场所)，有应用背景。在前期工作中已捕获到国内外的一些最新探讨信息，具备完成本项课题任务的条件。(4)本项目的特色与创新之处1)立足学科前沿，针对具有

32、发展前景的轻金属Mg和AL提出先进的电磁脉冲铛极氮弧焊(EMP-TlG)和MgZAl快速扩散焊方法，通过限制工艺参数不使熔合区旁边产生再结晶，消退了采纳常规焊接方法在Mg/AI接头处或界面旁边形成的脆性区。2)提出对Mg/AI电磁脉冲鸽极氢弧焊和快速扩散焊接头性能进行定量评定的微剪切试验方法，结合声像显微分析技术对接头区域或界面旁边微裂纹萌生、扩展与断裂形态进行追踪和计算机图像分析。3）建立有新相生成的Mg/Al扩散界面原子动态扩散模型,将Mg/Al熔合区和扩散界面旁边的微观相结构变更与元素的动态扩散行为及宏观性能联系起来，揭示其相关性和内在的规律性。4.年度探讨安排及预期探讨结果。（包括拟组

33、织的重要学术沟通活动、国际合作与沟通安排等）整个探讨工作在3年内完成：（1）2024年1月一2024年6月Mg/Al异种金属电磁脉冲鸨极敏弧焊（EMP-TIG）工艺性试验，完成系列试样的制备与切取；对EMP-TlG焊接接头区域的强度和韧性进行试验评定。（2） 2024年7月2024年12月Mg/Al异种金属快速扩散焊工艺性试验，设备调整、最佳工艺参数（如温度、保温时间、压力、充氮速冷等）的确定；完成系列Mg/Al快速扩散焊试样制备、切取，完成微裂纹扩展试验的计算机显微图像分析。（3） 2024年012024年12月Mg/Al异种金属焊接接头区域微观组织、相结构与性能的相关性探讨，1）工艺参数对

34、Mg/Al异种金属EMP-TIG接头区域组织与强度和韧性的影响；2）工艺参数对Mg/Al异种金属快速扩散焊界面旁边微观组织、结构与性能的影响。（4） 2024年1月2024年12月Mg/Al异种金属EMP-TIG熔合区和快速扩散焊界面元素扩散的计算机数值分析，包括EMP-TlG熔合区和扩散界面旁边元素的电子探针分析、计算机数据处理、模型建立及元素扩散分布的数值模拟等；提出结题报告。预期探讨成果本项目将对Mg/Al异种活性金属的焊接发展产生重要影响，探讨成果以专利、论文及相应计算软件的形式提出。1）围绕本课题内容在国内外重要学术刊物及重要国际学术会议上发表论文10-15篇（被SCI收录68篇，被

35、EI收录870篇）；2）申请国家独创专利2项：3）提出适用于Mg/Al异种金属EMP-TIG熔合区和快速扩散焊界面数值分析的计算机应用软件。（二）探讨基础与工作条件1、工作基础（与本项目相关的探讨工作积累和已取得的探讨工作成果）课题申请人多年从事先进材料的特种焊接探讨工作，已完成6项省（部）级科研课题，作为第一完成人获得省（部）级科技进步三等奖3项、获教化部自然科学一等奖1项（排名第2位）。在活性金属Mg、Al、Ti异种材料焊接及扩散焊探讨方面，本课题组做了大量的工作，探究到很多珍贵的阅历。近年来本课题组在JournalofMaterialScience,BulletinofMaterials

36、Science,MaterialsResearchBulletin,WeldifigJoI4mai以及机械工程学报，金属学报等国际、国内重要学术刊物上发表论文130多篇，有70多篇论文被SCI、El收录。受到国内外同行专家的关注，相关论文被引用100多次。美国、英国、加拿大、乌克兰、印度、日本等国家的探讨机构、公司和学者先后来函索取资料，赐予高度评价。课题组与美国俄亥俄州立高校（OhiOStateUniversity）建立了合作探讨关系。在与本课题有关的探讨领域，申请者已积累了较丰富的科研工作阅历，探究出一些解决这类问题的新工艺和探讨方法。近年来主持和完成的相关课题有：Fe3Al复合材料扩散焊

37、及界面结构的相关性探讨（国家自然科学基金）、含液态扩散基因的异种材料真空扩散焊及界面结构（国家教化部访问学者基金）、航空新材料扩散焊的参数与质量限制（国家教化部访问学者基金）、省自然科学基金等。Mg/Al异种活性金属的焊接难度很大，采纳常规焊接工艺获得的接头性能很低，应用受到限制。前期探讨表明，采纳电磁脉冲筲极氢弧焊（EMP-TlG）和快速扩散焊技术可以提高MgZAl异种金属焊接区的强韧性，可以获得良好的效果和优异的接头性能。2、工作条件（包括已具备的试验条件,尚缺少的试验条件和拟解决的途径,包括利用国家重点试验室和部门开放试验室的安排与落实状况。）申请人所在学校（山东高校）为“211工程”和

38、“985工程”重点建设高校，所在的材料加工工程学科具有博士、硕士学位授予权，有博士后科研流淌工作站。申请人所在的探讨室是教化部重点试验室，学院有分析测试中心，电子显微镜（SEM、TEM）,电子探针（EPMA）、X-射线衍射仪、高辨别电镜等各种测试设备齐全。特殊是1999年我室利用“211工程”建设资金，从美国C/VI公司引进了具有国际领先水平的真空扩散焊设备。由博士生导师、教授、副教授、讲师和众多博士生、硕士探讨生组成了稳定的学术梯队。开展了各种航空和国防新材料的焊接攻关探讨，在相关应用方面取得初步成果。申请人目前主持国家自然科学基金（50375088）和省自然科学基金（Y2024Z05）,完

39、成教化部国家重点试验室访问学者基金和开放基金多项。与美国俄亥俄州立高校和波特兰州立高校等国内外同行始终保持着亲密的联系，熟识该领域的探讨动向。学术梯队配置合理、试验设备和各种检测仪器齐全，有从事较高层次科学探讨的阅历。3、申请人传历（包括申请者和项目组主要成员的学历和探讨工作简历,近期已发表与本项目有关的主要论著书目和获得学术嘉奖状况及在本项目中担当的任务。）（1）申请者李亚江（教授、博士导师）1983年探讨生毕业于山东工业高校焊接专业，获硕士学位。1998年博士探讨生毕业于山东工业而校材料加工工程专业，获博士学位。现为山东高校教授、博士生导师。从事新材料的焊接探讨工作，主持完成“含扩散因子的

40、异种材料真空扩散焊及界面结构探讨、新材料扩散焊的参数与质量限制”等多项课题。1998年和2024年分别获得省科技进步三等奖（均为第一名）、省高校自然科学一等奖。近年来在国内外重要刊物上发表论文120多篇，有60多篇论文被SCI、EI收录。获省优秀博士论文嘉奖。申请者2024年912月在美国北维州高校从事合作探讨。作为本项目负责人，全面负责本项目总体探讨方案拟定、组织实施和担当主要的理论与试验探讨工作。申请者近5年（20002024年）获奖成果和发表的部分论文：获奖成果：1 .李亚江，邹增大，尹土科.高强度异种钢焊接技术，省科技进步三等奖（2024年）2 .李亚江.HQ130富强钢熔合区及热影响

41、区组织性能探讨，省优秀博士论文嘉奖（2000）3 .王新洪，曲仕尧，李亚江，邹增大.套磨铳工具新材料及成形工艺探讨，省科技进步三等奖（2024）4 .李亚江，王娟，尹衍升，陈茂爱，刘鹏.FesAl金属间化合物异种材料扩散焊工艺及接头性能.省高等院校自然科学一等奖（2024）发表的部分论文：1 .李亚江，王娟，沈孝芹.FEMcalculationandeffectofdiffusionhydrogendis（ribu（ionin（hefusionzoneofsuper-highstrengthsteel.ComputationalMaterialsScience,2024,31:57-66（SC

42、REI收录）2 .李亚江，王娟,陈茂爱,沈孝芹.Finiteelementanalysisofresidualstressinheweldedzoneofahighstrengthsteel.BulletinofMaterialsScience,2024,27（2）:127132（SCI、EI收录）3 .李亚江，王娟,HollyXiao.Microstructure,FractureandTEManalysisintheHAZofHQ130highstrengthsteel.InternationalJournalfortheJoiningofMaterials,2024.16（2）:56-6

43、0（EI收录）4 .李亚江，王姐，吴会强，冯吉才.XRDandTEManalysisinIheinterlaceofdiffusionbondingforFe3AlQ235dissimilarMaterials,JournalofMaterialsScienceandTechnology,2024.19（1）:8184（SCREI收录）5 .李亚江，吴会强，王姐，尹衍升.CharacterisationofinterfaceindiffusionbondedFe?AI/Q235carbonsteeldissimilarmaterial.MaterialsScienceandTechnology

44、,2024,19（2）:227-230（SCREl收录）6 .李亚江，王姐，张永兰.AnalysisofthecrackingmorphologyinthefusionzoneofHQ13O+QJ63highstrengthsteel.InternationalJournalfortheJoiningofMaterials,2024.15（1/2）:2731（EI4攵录）7 .李亚江，王娟,HollyXiao.X-raydiffractionandTEManalysisofFe-Alalloylayerincoatingofnewhotdipaluminizedsteel.MaterialsS

45、cienceandTechnology,2024,19（5）:657660（SCREl收录）8 .李亚江，王娟，尹衍升，吴会强，冯吉才.FesAlQ235异种材料扩散焊界面相结构分析.焊接学报、2024,23（2）:25-28（EI收录）9 .李亚江，尹衍升.吴会强.Phaseconstitutionnear（heinterfacezoneofdiffusionbondingforFe?Al/Q235dissimilarmaterials,ScriptaMaterialia,2024,47（12）:851856（SCI、El收录）10 .李亚江，邹增大，刘德振，吴会强，王娟.Ultrasoni

46、canalysisofcrackingpropagationmorphologyinthefusionzoneofhighstrengthsteel.JournalOfMaterialsScienceandTechnology.2024,18（1）:21-23（SCkEl收录）11 .李亚江，邹增大，冯涛，王新洪.OxidationresistanceandphaseconstituentsinthebrazinginterfaceofWC-TiC-Cohardalloys,JournalofMaterialsProcessingTechnology,2024.122:5155（SCREI收录

47、）12 .李亚江，沈孝芹，孟凡军，任江伟.高强钢焊接区拘束应力的有限元分析，焊接学报,2024.23（5）:57-60（EI收录）13 .李亚江,邹增李HollyXiao,王娟.MicrostructureandXRDanalysisinthebrazingzoneofanewWC-TiC-Cohardalloy.MaterialsResearchBulletin,2024.37（5）:941-948（SCI、EI收录）14 .李亚江，冯涛，任江伟.Microstructurecharacteristicsinthevacuumbrazingjointof0Crl7Nil2Mo2stainle

48、sssteel.ImemafiowUJOUmal力rfheJOMingCJfMaferia氐2024,14（1/2）:1275（EI收录）15 .李亚江，王娟，周冰，冯涛.XRDandTEManalysisofmicrostructureintheweldingzoneof9Cr-IMo-V-Nbheat-resistingsteel.BulletinofMaterialsScience,2024,25（3）:213-217（SCREI收录）16 .李亚江，周冰，冯涛，任江伟.MicrostructureandfracturemorphologyintheweldingzoneofT91heat-resistingsteelusedinpowerstation,JournalofMater.Sci.andlech.,2024,18（5）:427430（SCkEI收录）17 .李亚江,邹增大,HollyXiao,冯涛，王娟.AstudyonmicrostructureinthebrazinginterfaceofWC-TiC-Cohardalloys,Internationa!JounialofRefractoryMetalsandHardMaterials,2024,20