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田素贵——沈阳工业大学材料科学与工程学院教授

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最后更新: 2015-11-26
 
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田素贵,1952年12月生,沈阳工业大学材料科学与工程学院,教授,工学博士,博士研究生导师,中共党员,多年来,主要从事教学与科研工作,并组建本校高温材料研究团队。自1995年开展工作以来,主要从事单晶、定向凝固及粉末镍基合金的高温蠕变、组织演化及变形机制等研究工作,重点研究了材料的微观结构、位错运动特征与宏观力学行为之间依赖关系等基础理论工作。

在课题研究中,利用元素之间相互作用替代元素铼,降低Al的扩散速率,由此设计并制备出无Re单晶合金在1040℃/137MPa的持久寿命达1280小时(已获国家专利一项),与国际含Re第二代单晶合金的性能相当;设计并制备出含4.5%Re单晶镍基合金,在1100℃/137MPa的持久性能达到164小时;设计并制备出含Re/Ru单晶镍基合金,在1100℃/137MPa的持久性能达到321小时,在1115℃/137MPa的持久性能达到166小时,1040℃/160MPa的持久寿命为725小时,达到第四代单晶合金的国际先进水平。并提出[001]、[011]、[111]取向单晶合金在拉伸/压缩蠕变期间,立方相不同晶面产生晶格收缩与扩张,可排斥或诱捕较大半径的Ta、Al原子,使相沿扩张晶格的法线方向定向生长的定向粗化机制;其中,提出的“对g¢/g两相合金施加拉/压应力,可降低/增加溶质元素M(Al,Ta)在g相中平衡浓度”的一般规律,解释了施加拉应力促使细小g¢相自g相中析出,或使原g¢相发生不均匀粗化的现象,该项成果获2010年中国航空学会科学技术二等奖。并利用这一理论,对[011]取向单晶合金进行预先压应力处理,使相转变成特定筏形组织,可使[011]取向单晶和合金在850℃和1040℃的持久寿命分别提高10倍和126%。该项目已申请国家发明专利。首次发现并提出,单晶镍基合金在高温(760℃、980℃)蠕变期间,位错可由{111}面交滑移至{100}面形成K-W锁,阻碍位错在{111}面滑移是使合金具有良好高温蠕变抗力的主要原因。

在提高镁合金性能的研究中,采用元素Sb对AZ31镁合金进行微合金化处理,可使室温抗拉强度由222MPa提高到297MPa,提高幅度达33.8%,且析出大量弥散分布的细小Mg3Sb2、Mg17Al12相是致使合金强度有较大幅度提高的主要原因。并确定出AZ31-Sb合金在瞬时拉伸期间的变形机制是孪晶及位错在基面和非基面滑移。对AZ31-Sb合金进行热挤压处理,除较大幅度提高合金的抗拉强度外,可使AZ31-Sb%合金的屈服强度由96MPa提高到221MPa,提高幅度达131%。确定出合金在挤压期间的变形机制是位错滑移和孪晶,而挤压期间发生的动态再结晶,使晶粒尺寸极大的细化是致使合金屈服强度有较大幅度提高的直接原因。

在“光亮、超长高强度全螺纹螺柱生产新技术”的研究中,对35CrMo和42CrMo钢进行冷挤压变形,使合金中形成条带状亚结构组织,在退火期间该条带状亚结构内的高密度位错可束集形成位错胞壁,逐步形成亚晶,进一步发生静态再结晶,可较大幅度提高合金的强度和韧性,,并满足国际“ASTM, A-193, B7”技术标准的要求。据此,提出合金的“形变强化 + 退火处理”可使材料增强增韧的新工艺。该工艺应用于“光亮、超长(长3.7米)高强度全螺纹螺柱”的生产,可取代传统的“调质处理”工艺,解决了标准件行业中的技术难题,给企业带来巨大的经济效益。其意义在于:新技术中取消了‘淬火’工序,具有节约能源和人力、物力,使生产成本大幅度降低等特点。其中,“光亮、超长高强度全螺纹螺柱生产新技术”已获国家发明专利。

在所研究的项目中,“单晶镍基合金提高蠕变性能的研究”经专家鉴定达国际先进水平,‘光亮、超长、高强度全螺纹螺柱生产新技术’项目达国内领先水平。“一种光亮、超长、高强度全螺纹螺柱生产新技术”和“一种高蠕变抗力抗氧化单晶镍基合金及其制备工艺”项目,分别获国家发明专利两项。2010年获中国航空学会科学技术二等奖一项,2011年获(教育部)高等学校科学研究自然科学奖二等奖一项,2011年和2014年分别获辽宁省政府科学技术奖励-自然科学三等奖各一项。

能够积极参与国内外的学术会议,认真进行学术交流。多年来,先后参加国内学术会议十余次,参加国际学术会议9次(韩国、德国、日本、澳大利亚、加拿大两次、美国三次等),并做相关的学术报告,其中,任THERMEC’2011、THERMEC’2013和THERMEC’2013国际会议的执行委员,并被邀请做特约报告和担任分会主席。

多年来,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., 金属学报、等国内外重要学术期刊及会议发表论文260余篇,被《三大检索》收录200余篇。2013年被学术界评为“科学中国人”。

在教学方面,承担博士、硕士研究生及本科生的课堂教学任务及博士、硕士研究生的培养工作。先后主讲《衍衬分析》、《材料热力学》、《材料现代检测技术》、《高温材料学》、《蠕变物理》等研究生课程,主讲《现代表面技术》和《合金设计与熔炼》本科生课程。

在多年的教学与研究生培养工作中,始终致力于创新实践型人才的培养工作,提倡理论与实践相结合,能够做到教学作风严谨,实事求是,对学生要求严格,真正促使学生从身体力行的实验中自主学习,从中不仅可增强学生的动手能力,也可丰富学生的基础理论知识,并注重引导学生在解决问题的同时,实现自身理论知识及水平的提高。

除担任必要的本科及研究生教学工作以外,共培养硕士研究生44人,在已毕业的36名硕士研究生中,有9人获沈阳工业大学优秀硕士论文,有2人获辽宁省优秀硕士论文。多年来,共培养博士研究生15人,10人已获博士学位,6人获校优秀博士论文。至2013年以来,两名博士研究生获国家奖学金,6名硕士研究生获国家奖学金。

教育及工作经历:

1977年起在重庆大学冶金系钢铁冶金专业学习。

1992年在沈阳工业大学攻读材料学专业硕士研究生。

1998年3月毕业于东北大学材料学专业,获工学博士学位。

2003年3月至2005年2月作为高级访问学者在韩国材料与机械研究院从事合作研究。

1982年7月甘肃陇西有色冶金机械制造厂,技术人员。

1987年7月沈阳工业大学,教师。

学术兼职:

1、中国科学家协会理事.。

       2、国家新材料发展研究会常务理事。

       3、机械工程学会“高温材料与强度专业委员会”理事。

 

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