高性能镁合金是轨道交通、汽车等国民经济支柱型产业所需的关键轻质材料,是践行“双碳战略”、实现“绿色出行”的重要载体。针对镁合金“耐蚀性差、铸锭品质差,产品设计周期长、成本高,制备效率低”等世界公认的技术难题,团队历时10 余年技术攻关,取得了集材料-结构-制备-装备于一体的系列化创新成果:
1. 首次提出了基于原子半径差与混合焓负值偏聚准则的纳米析出强化型耐腐蚀镁合金设计新方法并构建了国内首个元素匹配数据库,研制出国内首台基于低频大电流水平周向旋转流场的非接触电磁搅拌铸造系统。
2. 首次引入叶脉拓扑形态进化算法和数据挖掘短周期仿生算法,开发出系列镁合金复杂零件(如减速器壳体、复兴号座椅骨架等),实现比铝合金件减重超20%,设计成本仅为国外的8%;开发了国内首个集“在线自适应微张力牵引-矫直-时效”为一体的镁变形材短流程高成型成性制造平台。
项目获授权发明专利45项,在权威期刊Nat Commun、Acta Mater等发表论文102篇。技术被南京云海等龙头企业应用,产品已在上汽、北汽、中车等主流车型中量产,获中国汽车轻量化设计一等奖等国内外奖项7项。近3年新增销售额103亿余元,新增利润14.8亿余元,显著提升了我国镁产业技术水平和国际竞争力。