材料加工工程学科简介

发稿时间:2017-03-14浏览次数:766

                                                                                                                                                                                                                东北大学材料加工工程学科简介
 
材料加工工程学科点1981年被批准为第一批硕士和博士学位授权单位。1989年被列入世界银行贷款资助的重点学科发展项目,开始建设轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,于1995年通过国家验收,正式开放运行。1995年被评为辽宁省重点学科,1998年设立了博士后流动站,同年建立了辽宁省轧制工程技术中心。2000年主要以本学科点为依托建立了材料电磁过程研究教育部重点实验室和材料电磁过程辽宁省重点实验室,2006年成立了先进钢铁材料技术国家工程研究中心轧制技术分中心。2006年被评为国家重点学科。材料加工工程学科点创立于1950年8月,曾有以马龙翔教授、白光润教授为代表的多位著名专家学者在本学科点执教。50多年来,为我国材料加工行业的生产企业、高等院校、研究院所培养了一大批高层次人才,其中左铁镛、周廉、黄崇祺、王国栋等4名毕业生当选为中国工程院院士。
材料加工工程学科点由轧制技术及连轧自动化国家重点实验室﹑材料电磁过程研究教育部重点实验室(部分)、材料成形与控制工程研究所等三个教学与科研实体组成。研究领域涵盖固态成形、液态成形、半固态成形及液固成形一体化等先进成形方式;材料加工工程、自动化、材料学多学科交叉,形成了一支在国内外具有重要影响、能够组织和承担重大科研项目的团队。
近年来,根据国家需求和本学科的发展趋势,制定了新的本科生与研究生培养计划,拓宽专业知识面,构建新的课程体系。出版了包括国家级“十五”规划教材在内的13部教材,有1门学科基础课被评为辽宁省精品课,参加的教学改革项目获得国家教学成果二等奖1项。
实验室总面积1.36万平方米,拥有轧制﹑挤压﹑拉拔﹑冲压、铸造等大型成形设备28台套,现代分析检测手段齐全,具备从事钢铁与有色金属成形过程研究的国际一流装备条件。
材料加工工程学科点的主要研究方向主要有以下几个方面:
(1) 塑性加工新理论与低成本高质量轧制过程
适应国家中长期发展规划的要求,以节能降耗、循环经济、可持续发展为主要目标。主要研究内容:① 板带材轧制工艺、理论与技术;②轧制过程数学模拟、物理模拟与过程优化;③高精度数学模型建模方法与在线应用;④低成本、高质量轧制产品开发。
特色和优势:以工艺优化为主线,开展减量化轧制技术研究,提出并推广应用柔性轧制技术、智能轧制技术、低成本高性能产品及其制造技术,为提高我国轧制技术水平做出贡献。开发出超级钢新产品,取得降低成本、提高性能的良好效果。该研究成果获国家科技进步一等奖。
(2) 材料成形过程自动化
采用现代信息技术改造传统产业,在材料成形工艺与自动化的学科交叉点开展研究。主要研究内容:①材料成形过程的控制理论与控制系统;②材料成形控制过程的动态仿真;③连轧过程智能优化控制。
特色和优势:成形工艺与过程自动化交叉融合,寻求学科新的增长点;开展板带材智能化控制和系统集成方面的研究,开发现代大型主力轧机控制系统。在中厚板轧机自动控制、层流冷却控制等工程研究与实践方面取得重要成果,在国内外20多套中厚板及热连轧生产线上得到推广应用。该研究成果获国家科技进步二等奖。
(3) 材料组织性能模拟、预测与控制
适应材料组织性能控制模型化、定量化、智能化的发展趋势,运用计算机技术,进行成形过程组织性能控制研究,达到提高产品质量的目的。主要研究内容: ①成形对材料组织性能的影响规律及其定量描述; ②成形过程中材料相组成与各相体积分数的精细控制;③材料组织性能演变的模拟、预测及在线控制。
特色和优势:将物理冶金学原理与智能化信息处理技术相结合,实现材料组织与性能的在线预测;在合金设计、冶炼、连铸、轧制、冷却过程中,对材料组织性能实施全流程预测及控制;本研究方向获得国家自然科学基金重点项目、863计划项目支持,在中厚板钢材的组织性能在线预报方面取得重要进展。相关研究成果获得国家科技进步二等奖。
(4) 轻金属先进成形技术
针对我国高品质轻合金制备与成形的关键问题,以铝合金和镁合金为重点开展研究。主要研究内容:①铝、镁合金的电磁制备技术与理论;②高性能铝合金制备与加工关键技术;③轻合金半固态成形技术与应用。
特色和优势:在凝固过程中以电磁场为手段调控组织结构,制备大尺寸、高合金化铝合金、镁合金;开发高性能高硅变形铝合金制备与成形技术。本研究方向得到973计划、863计划项目的支持,获得9项发明专利,发表研究论文300多篇,在国际同一研究方向上处于领先地位。
(5) 近终成形与凝固技术
适应短流程、近终成形的发展趋势,开展凝固成形加工一体化方面的研究。主要研究内容:①双辊铸轧薄带材的关键技术;②连续铸挤成形工艺、理论与方法;③特殊性能材料的近终成形方法;④液态成形及凝固控制技术。
特色和优势:通过铸轧、铸挤等方式把过去分立的铸造、加工等多个工序结合起来,实现凝固与成形一体化。在国家自然科学基金重大项目、973计划项目的支持下,在双辊铸轧薄带、连续铸挤、深过冷凝固理论等方面取得了重要进展,获得发明专利3项,发表论文200多篇。
钢铁与有色金属工业在国民经济发展和国防建设中具有举足轻重的战略地位。我国在产品质量、品种、能耗和环保等方面,与国际先进水平相比还有差距。在振兴东北老工业基地的背景下,辽宁省确立了作为国家原材料基地和先进制造基地的发展战略,赋予了材料加工工程学科点培养具有创新能力人才、开展高水平研究的责任和为发展地方经济做出贡献的使命。要求本学科点进一步面向国民经济主战场,密切结合现代成形与控制技术迫切需要解决的关键问题开展研究。同时注重瞄准国际材料成形研究的制高点,开展前沿性研究及基础理论研究,为我国材料加工成形的技术进步和人才培养做出贡献。
国家中长期科技发展规划为材料加工工程学科的发展指明了方向。材料加工工程学科点将重点围绕新一代可循环钢铁生产流程、高性能轻合金制备等关键技术,开展以节能降耗、环境友好为目标,满足可持续发展要求的科学研究和人才培养工作,开发低成本、高性能的新一代金属材料及材料先进成形过程,走用信息技术改造传统产业的新型工业化道路,为建设创新型国家、和谐社会提供材料成形方面的智力支持和技术支撑。十一五期间,材料加工工程学科点承担了以国家科技支撑计划项目“节约型钢材减量化轧制技术”课题(总经费2000万元)等为代表的国家和企业重大项目,为材料加工工程学科点的持续发展奠定了良好的基础。