团队名称：先进材料及智能制造技术研究

团队简介：

   团队成员聚焦先进合金材料研发和智能制造技术开发与实践开展研究，主要研究方向及应用如下：

（1）钢铁研究方面

①研究内容

专注于超超临界燃煤电站关键部件过热器/再热器用管材（这些管材也可以用化工、石油生产领域）的成分优化、组织稳定性及模铸—连铸生产工艺升级等高端钢铁材料的研究。

②取得成果

实现了对常耐热钢TP347H铸坯的连铸生产工艺优化，使TP347H钢管的成材率提高了~10%，钢管服役寿命提高了~5%；实现了Super304H和HR3C两种超超临界燃煤电站关键材料生产工艺的模铸到连铸的升级，极大地提高了生产效率，大幅度降低了其生产成本，满足了国内对这些关键的需求，为国内燃煤电站的升级改造和产能置换提供有力的保障。

③应用及前景

耐热钢方面取得的技术成果主要应用在浙江的永兴材料和久立特材等两家特殊钢及合金生产企业。同时，耐候桥梁钢技术开发方面取得的部分研究成果，应用在宝武集团新疆八一钢铁有限公司的中厚板生产线上，提升了企业的核心竞争力。

（2）关键装备金属结构材料、材料基因工程领域

①研究内容

开展基于材料基因工程的先进材料快速研制、高通量表征评价；舰船材料腐蚀防护；

②取得成果

首次提出基于全流程快速研制的舰船材料通用指标谱系，为舰船材料快速研制提供指标依据，对全流程、短周期、低成本、高性能钢铁结构材料具有重要意义。

参与起草海军标准15项，相关标准助力我国船舶领域腐蚀防护和监检测高质量提升；

研制了基于机器学习的二维、三维图像识别技术的材料高通量表征技术，此技术可以实现工程结构件的质量一致性评价、实现构件级材料显微结构、损伤评价、助力冶金工艺优化、助力材料性能提升

③应用及前景

提出的全流程结构材料通用指标谱系，助力钢铁企业短流程、快速研制和构件服役评价

自主研发的材料高通量表征评价技术，将用于各类金属材料（钢铁材料、钛合金、铝合金、镁合金）跨尺度、高通量表征及质量评价，实现材料级、构件级样品样件的快速质量评估，助力钢铁及冶金企业质量提升，降低研发升本，缩短周期，实现工艺优化的快速迭代

将材料高通量表征技术应用于国产列车车轮车轴评价，论证了我国自主研发的高铁车轮车轴替代进口产品的可行性。

（3）钛合金研究

①研究内容

TC4钛合金棒-线材一体化热连轧工艺研究。首次提出钛合金棒-线材的在线热处理思路，使一条生产线同时满足常用规格钛合金棒材和线材的生产，通过优化轧后冷却制度，实现钛合金棒线材生产的工序缩减，提高产品质量和成材率、缩短轧制节奏时间和降低生产成本。

②研究成果

TC4钛合金棒-线材一体化热连轧工艺

③应用及前景

正在陕西鼎益科技有限公司蔡家坡基地的棒线材一体化生产线落地实施。

（4）块体材料细化研究方面

①研究内容

剧烈塑性变形制备超细化块体材料，改善内部组织，大幅提高常规材料的力学性能和物理性能。

②研究成果

ECAP变形模具设计和ECAP变形工艺

③应用及前景

有望率先在细晶靶材（在半导体制备过程中起重要作用）制备中实现产业化。

1. 超细晶金属钛和锆的力学行为及变形机理研究（51474170），国家级, 国家自然科学基金面上项目，90万，1/9，结题

2. 室温ECAP制备亚微晶/纳米晶纯钛材研究（50874086），国家级，国家自然科学基金面上项目，35万，2/9，结题

3.稀有金属钛-锆提取与加工（50434030），国家级，国家自然科学基金重点项目，50万，4/11，结题

4.新型纳米材料性能及其控制机理研究（2009JM6001），省部级，陕西省自然科学基础研究计划，3万，1/7，结题

5.超细晶密排六方结构金属钛、锆的绝热剪切失稳机理研究（2023-JC-YB-312），省部级，陕西省自然科学基础研究计划，5万，2/6，结题

6.室温ECAP制备的超细晶工业纯钛变形行为研究（20116120110012），省部级，教育部高等学校博士学科点专项科研基金，12万，3/8，结题

7.生物医用超细晶纯钛材加工材极其制品（2009ZCK03-16），省部级，陕西省重大科技创新项目专项资金项目，50万，2/5，结题

主要代表作：

1. MengQiang, Xi-rong Yang* , Xiao-yan Liu , Geng-jie Wang, Jing-zhong Wang. Enhanced yield stress and reduced elastic modulus of metastable β Ti–Nballoys deformed by equal channel angular pressing attributed to the Synergisticeffect of deformation mechanisms[J]， Materials Science & Engineering A，2024, 909, 146858

2.MengQiang, Xi-rong Yang*, Geng-jie Wang;Xiao-yan Liu; Lei Luo; Qun Ren; Jing-zhongWang. Enhanced strength and reduced elastic modulus of biomedical metastable βTi-Nb alloy via intermediate phase transformation[J]. Materials & Design, 2025, 251, 113662

3.Zhao-linWang, Xi-rong Yang*, Bing Zhang, Lei Luo, Xiao-yan Liu, Jing-zhong Wang,Geng-jie Wang, Qun Ren. Tailoring microstructure to enhance strength and plasticity in TA4 pureTi via combined equal channel angular pressing and cold rolling[J]. Materials Science & Engineering A. 2025, 926, 147917

4.Xi-rong Yang*, Zhao-lin Wang, Yan Dai, Bing-wei Li, Zhu Jin, Lei Luo, Xiao-yan Liu,Jing-zhong Wang. Evolution of microstructure, macrotexture and mechanical properties of high strength biomedical TA4 pure titanium during multi-pass ECAP[J]. Journal Of Materials Research And Technology, 2024, 28, 3976-3987

5.YuxingSun, Xirong Yang*, Xiaoyan Liu, Meng Qiang, Xu Yue, Wei Chen. Analysis of Microstructure, Texture Evolution, and the Mechanism ofGrain Refinement of Commercially Pure Titanium During Cold Rolling: Experimentand Simulation[J]. Advanced Engineering Materials, 2024, 26, 202301525