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田素貴——沈陽工業大學材料科學與工程學院教授

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最后更新: 2015-11-26
 
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田素貴,1952年12月生,沈陽工業大學材料科學與工程學院,教授,工學博士,博士研究生導師,中共黨員,多年來,主要從事教學與科研工作,并組建本校高溫材料研究團隊。自1995年開展工作以來,主要從事單晶、定向凝固及粉末鎳基合金的高溫蠕變、組織演化及變形機制等研究工作,重點研究了材料的微觀結構、位錯運動特征與宏觀力學行為之間依賴關系等基礎理論工作。

在課題研究中,利用元素之間相互作用替代元素錸,降低Al的擴散速率,由此設計并制備出無Re單晶合金在1040℃/137MPa的持久壽命達1280小時(已獲國家專利一項),與國際含Re第二代單晶合金的性能相當;設計并制備出含4.5%Re單晶鎳基合金,在1100℃/137MPa的持久性能達到164小時;設計并制備出含Re/Ru單晶鎳基合金,在1100℃/137MPa的持久性能達到321小時,在1115℃/137MPa的持久性能達到166小時,1040℃/160MPa的持久壽命為725小時,達到第四代單晶合金的國際先進水平。并提出[001]、[011]、[111]取向單晶合金在拉伸/壓縮蠕變期間,立方相不同晶面產生晶格收縮與擴張,可排斥或誘捕較大半徑的Ta、Al原子,使相沿擴張晶格的法線方向定向生長的定向粗化機制;其中,提出的“對g¢/g兩相合金施加拉/壓應力,可降低/增加溶質元素M(Al,Ta)在g相中平衡濃度”的一般規律,解釋了施加拉應力促使細小g¢相自g相中析出,或使原g¢相發生不均勻粗化的現象,該項成果獲2010年中國航空學會科學技術二等獎。并利用這一理論,對[011]取向單晶合金進行預先壓應力處理,使相轉變成特定筏形組織,可使[011]取向單晶和合金在850℃和1040℃的持久壽命分別提高10倍和126%。該項目已申請國家發明專利。首次發現并提出,單晶鎳基合金在高溫(760℃、980℃)蠕變期間,位錯可由{111}面交滑移至{100}面形成K-W鎖,阻礙位錯在{111}面滑移是使合金具有良好高溫蠕變抗力的主要原因。

在提高鎂合金性能的研究中,采用元素Sb對AZ31鎂合金進行微合金化處理,可使室溫抗拉強度由222MPa提高到297MPa,提高幅度達33.8%,且析出大量彌散分布的細小Mg3Sb2、Mg17Al12相是致使合金強度有較大幅度提高的主要原因。并確定出AZ31-Sb合金在瞬時拉伸期間的變形機制是孿晶及位錯在基面和非基面滑移。對AZ31-Sb合金進行熱擠壓處理,除較大幅度提高合金的抗拉強度外,可使AZ31-Sb%合金的屈服強度由96MPa提高到221MPa,提高幅度達131%。確定出合金在擠壓期間的變形機制是位錯滑移和孿晶,而擠壓期間發生的動態再結晶,使晶粒尺寸極大的細化是致使合金屈服強度有較大幅度提高的直接原因。

在“光亮、超長高強度全螺紋螺柱生產新技術”的研究中,對35CrMo和42CrMo鋼進行冷擠壓變形,使合金中形成條帶狀亞結構組織,在退火期間該條帶狀亞結構內的高密度位錯可束集形成位錯胞壁,逐步形成亞晶,進一步發生靜態再結晶,可較大幅度提高合金的強度和韌性,,并滿足國際“ASTM, A-193, B7”技術標準的要求。據此,提出合金的“形變強化 + 退火處理”可使材料增強增韌的新工藝。該工藝應用于“光亮、超長(長3.7米)高強度全螺紋螺柱”的生產,可取代傳統的“調質處理”工藝,解決了標準件行業中的技術難題,給企業帶來巨大的經濟效益。其意義在于:新技術中取消了‘淬火’工序,具有節約能源和人力、物力,使生產成本大幅度降低等特點。其中,“光亮、超長高強度全螺紋螺柱生產新技術”已獲國家發明專利。

在所研究的項目中,“單晶鎳基合金提高蠕變性能的研究”經專家鑒定達國際先進水平,‘光亮、超長、高強度全螺紋螺柱生產新技術’項目達國內領先水平。“一種光亮、超長、高強度全螺紋螺柱生產新技術”和“一種高蠕變抗力抗氧化單晶鎳基合金及其制備工藝”項目,分別獲國家發明專利兩項。2010年獲中國航空學會科學技術二等獎一項,2011年獲(教育部)高等學校科學研究自然科學獎二等獎一項,2011年和2014年分別獲遼寧省政府科學技術獎勵-自然科學三等獎各一項。

能夠積極參與國內外的學術會議,認真進行學術交流。多年來,先后參加國內學術會議十余次,參加國際學術會議9次(韓國、德國、日本、澳大利亞、加拿大兩次、美國三次等),并做相關的學術報告,其中,任THERMEC’2011、THERMEC’2013和THERMEC’2013國際會議的執行委員,并被邀請做特約報告和擔任分會主席。

多年來,先后在:Mater. Design, Scripta Mater., Metall. Mater. Trans., A, Mater. Sci. Eng., A, Applied Physics A, Mater. Sci. Tech., J. Mater. Sci. Tech., Acta Metall. Sin., 金屬學報、等國內外重要學術期刊及會議發表論文260余篇,被《三大檢索》收錄200余篇。2013年被學術界評為“科學中國人”。

在教學方面,承擔博士、碩士研究生及本科生的課堂教學任務及博士、碩士研究生的培養工作。先后主講《衍襯分析》、《材料熱力學》、《材料現代檢測技術》、《高溫材料學》、《蠕變物理》等研究生課程,主講《現代表面技術》和《合金設計與熔煉》本科生課程。

在多年的教學與研究生培養工作中,始終致力于創新實踐型人才的培養工作,提倡理論與實踐相結合,能夠做到教學作風嚴謹,實事求是,對學生要求嚴格,真正促使學生從身體力行的實驗中自主學習,從中不僅可增強學生的動手能力,也可豐富學生的基礎理論知識,并注重引導學生在解決問題的同時,實現自身理論知識及水平的提高。

除擔任必要的本科及研究生教學工作以外,共培養碩士研究生44人,在已畢業的36名碩士研究生中,有9人獲沈陽工業大學優秀碩士論文,有2人獲遼寧省優秀碩士論文。多年來,共培養博士研究生15人,10人已獲博士學位,6人獲校優秀博士論文。至2013年以來,兩名博士研究生獲國家獎學金,6名碩士研究生獲國家獎學金。

教育及工作經歷:

1977年起在重慶大學冶金系鋼鐵冶金專業學習。

1992年在沈陽工業大學攻讀材料學專業碩士研究生。

1998年3月畢業于東北大學材料學專業,獲工學博士學位。

2003年3月至2005年2月作為高級訪問學者在韓國材料與機械研究院從事合作研究。

1982年7月甘肅隴西有色冶金機械制造廠,技術人員。

1987年7月沈陽工業大學,教師。

學術兼職:

1、中國科學家協會理事.。

       2、國家新材料發展研究會常務理事。

       3、機械工程學會“高溫材料與強度專業委員會”理事。

 

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