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拼搏出成果 当前能源,动力,建材,机械等工程技术领 域的发展,对高温耐热合金的性能要求越来越 高,对生产的影响越来越大,需求量也越来越 大.以火力发电为例,火力发电厂火嘴使用寿 命远不到一个大修期.现有国内 外火电厂火嘴均用普通不锈钢或 普通耐热钢板焊制或铸造而成, 易被高速煤粉气流磨损促进氧 化,变形,三者相互促进,影响燃 烧工况,潜在危险,增加停炉次 数,影响发电质量.火嘴用量大, 要求高.2000年4月25日,全国 电力装机总容量突破3亿千瓦, 火电达1.8亿千瓦,年需煤粉约6 亿吨;发展3O万千瓦以上机组和 坑口煤矸石发电,火嘴耐磨更是 关键;老机组节能增效改造,要求 火嘴有更高的耐磨性. 山东工业大学王执福教授根 据国内生产的实际,带领课题组, 刻苦钻研,反复实验.不分假节 日,星期天,加班加点,夜以继日 地工作在实验现场.就连父母病 故的时候正值实验的关键阶段, 王执福教授也是强忍悲痛坚守在 实验现场在简陋的铸造车间 里,冒着一千多度高温铁水的烘 烤,一干就是十几个小时.为分 析成分,研究配方.常常工作到深 夜.在他的感召下,课题组全体 成员团结协作,拼搏进取,不计名 和工艺方法,在研制一种铁基合金成份,使其在 1200～1250~C抗氧化,抗变形的基础上,采用在 钢液中反应生成的方法获得高弥散度的高温稳 定的抗磨粒子,从而获得了高温抗变形,抗氧 利,不计个人得失,一心扑在工作上. 功夫不负有心人,经多年艰苦不懈的努力, 终于研究开发出一种高温耐热钢,同时发明了 在其钢液中加入反应生成高温稳定粒子的材料 化,抗气粉两相流磨损,生产工艺性 好,成本低,符合我国国情的反应生成 粒子复合强化耐热钢.取得了巨大的 社会效益和经济效益 目前,国内外相关技术主要有纤 维复合如W.Hf-C纤维强化(TFRS法) 及其它难熔纤维乃至晶须复合,热等 静压法及Terry,等利用碳热还原法制 备Fe—WC,Fe.FaC,Fe-NbC颗粒强化的 铁基复合材料(其孔隙度高,难以工程 应用)上述诸法+不仅工艺复杂且难 以用于大件或复杂件,成本过高.最 新的DX法,VCS法,直接反应法只是 在A1,Mg和cu基复合材料中做了些 研究和部分应用,如:TiB/Cu?Zr高 导,高强铜合金. 该发明所获得的复合强化耐热 钢,获得高弥散的高温稳定TiC,TiCN 粒子,具有好的高温机械性能和抗氧 化性能,由于cr与sj及稀土元素的 共同作用其氧化膜性能好,一旦氧化 膜损坏能迅速再生,保证了火嘴的使 用性能与寿命,使火嘴使用寿命提高 1O倍以上.此外在玻璃纤维和机械 行业应用效果也很好 该发明对专业技术发展所起的作 用也具有十分重要的意义开发了一 种高温耐热抗磨材料,可以广泛适用于各种可 以铸造成型或焊接成型的结构件.可望用于生 产抗两相流磨损,腐蚀的结构件.该复合方法 有望用于其它合金.同时,使坑口烧煤矸石发 《中国科技奖励)2001,9【^)西 以创新精神迎接挑战 记非晶合金形成规律及工艺研究研究集体 长期以来,把金属台金做成玻璃态物质,特 别是可供工业应用的大块非晶或大块金属玻 璃,一直是人类的一个梦想,国内外许多科学家 和工程技术人员为此做了不懈的努力.十多年 来,王文魁教授主持的小组,在863和国家自然 科学基金的支持下,终于发现大块非晶形成的 若干规律,提出了制备大块非晶的新工艺.试 验研究表明,所研制的zr基大块非晶有良好的 应用性能,预计将在国防和国民经济重要材料 领域发挥作用. 一 ,勇于在大块非晶合金前沿领域进行开 拓 80年代初,哈佛大学首先利用真空净化方 法,制备成功块状钯系非晶台金,引起了学术界 的广泛兴趣.燕山大学王文魁教授哈佛大学 访问回国后,立即着手在我国开展大块非晶合 金形成研究工作,为了使我国的大块非晶合金 研究能在世界上有一席之地,王文魁教授率领 他的研究集体在这个研究领域进行了艰苦的拼 搏.制备大块非晶合金,首先要解决的关键问 题是如何把形成非晶的冷却速度从每秒几十 万,几百万度降到每秒几十度:为此,他们首先 在大块非晶合金形成规律研究中采用高压手 段,通过加压提高台金熔体的粘滞性达到降低 冷却速度的目的.在很低的冷却速度下,他们 开展了多种合金体系高压熔体凝固研究,并于 80年代末首次利用高压条件成功地制备了zr 系等多组元大块非晶合金.这些独创性的工作 引起了国内外同行的广泛兴趣,这个研究集体 成为在非晶合金研究领域具有开拓精神的研究 集体. 二,青年科技人员在研究工作中迅速成长 和其他领域一样,要在大块非晶合金研究 中有所突破,离不开年轻科技队伍的努力.王 文魁教授在大块非晶合金研究领域培养过十多 名博士研究生,在培养研究过程中,他十分注意 引导他们对科学前沿问题产生兴趣和敏感性. 传授给他们的不仅是书本上的