R创新训练项目黄河科技学院大学生创新训练计划项目申报表

项目类别国创新训练项目黄河科技学院大学生创新训练计划项目申报表冷却方式对CuCrFeMnNi高螭合金微结构和显微硬度的影响黄河科技学院大学生创新创业训练计划领导小组制目责所单意项负人在位负责人签字年月日学校意见签章:填写说明

一、项目申请书要逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨

二、项目编号由学校统一确定

三、格式要求表格中的字体小四号仿宋体，

1.5倍行距；需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名均用A3纸打印，骑马钉装订

四、填写时根据需要，可另加附页

五、项目申请书报教务科研处具体内容包括

1、项目研究背景

（1）国内外研究现状及研究意义近年来，多主元高嫡合金因其简单的组织特点、优异的力学性能、良好的耐蚀和耐磨性能而因其国内外学者的广泛关注现有研究表明，多元高嫡合金因组成元素不同而表现出结构和性能各异的特点，尤其是随着合金化元素含量的变化，合金的物相与力学性能也产生显著改变，例如在AlxCoCrCuFeNi.CoCrFeNiTiAlx合金中，A1元素的增加使得体心立方相（BCC）的含量增加，并且使得合金的硬度和抗压强度得到提高然而，在AlTiFeNiCuCrx合金中，Cr含量的增加使合金的凝固模式从亚共晶向过共晶转移，但是合金硬度提高很小目前，高炳合金的制备大多采用电弧熔炼工艺，该方法制备的合金很容易出现内应力大，成分偏析，冷裂和缩孔等缺陷，影响合金的实际应用，而对合金进行时效热处理不仅可以消除或减小内应力，而且会产生时效硬化现象，提高合金的强度AlxCrFei.5MnNio.5合金系统（x=

0.3和

0.5）拥有极好的时效硬化能力，该合金在500-900℃退火后由于析出Cr5Fe6Mn8使其硬度高达950HV以上此外，在一些如Alo.3CrFei.5MnNio.5AlojCoCrFeNiCo.i等合金的时效过程中，经常可观察到富Ni-Al相析出，并对合金的硬度起到初次析出硬化或二次析出硬化作用，提高了合金的时效硬度此外，合金制备过程中冷却速率的改变会会合金微观结构和元素分布产生一定的影响，进而对其性能产生影响Wang等人研究了冷却速率和AlCoCrFeNi系高1商合金微观结构、机械性能的相关性，发现随着冷却速率的增加，由于晶粒细化和消除了Cr元素的偏析，导致合金强度和塑性显著提高上述分析表明，时效处理和合金制备时的冷却速率控制均可显著改善高炳合金的微观结构和性能，但是时效处理后冷却速率对高炳合金微观结构和性能的影响鲜有报道本项目以真空热压烧结的CuCrFeMnNi高嫡合金为对象，对其进行等温时效（800℃保温12h）然后采用随炉冷却（炉冷）、室温冷却（空冷）、水冷和油冷（煤油）四种方式冷却处理，旨在研究四种冷却方式对该合金的物相结构、微观组织、元素分布和硬度的影响规律，评价获得较佳强化性能的时效工艺，为改善高炳合金成分偏析和强塑性提供理论和实践参考

（2）项目已有的基础项目组成员前期参与了《新型高炳合金纳米氮化物薄膜的研发》和《Nb含量对Cuo.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx高嫡合金微观组织和性能的影响》项目或论文的相关实验工作，在微观组织表征如X射线衍射分析、扫描电子显微镜和能谱分析、硬度测试等方面积累了实践经验项目主持人参与了《Nb含量对Cuo.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx高炳合金微观组织和性能的影响》论文的编排和校稿，对论文结构有较为清晰的认识，为该项目的完成奠定了基础3与本项目有关的研究积累和已取得的成绩项目成员耿和川和李鹏飞均参与了《Nb含量对Cuo.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx高炳合金微观组织和性能的影响》论文相关的实验工作，对金相制备、组织表征和硬度测试较为熟悉该论文已在核心期刊《特种铸造及有色合金》发表4已具备的条件1合金制备学部有真空热压烧结炉可完成合金的制备；2合金时效处理设备学部有箱式电阻炉可完成合金的时效处理；3金相制备学部有完备的金相实验室可完成时效处理后合金的金相制备;4X射线衍射分析纳米实验中心有D8AdvanceX射线衍射仪可供合金物相检测和分析；5微观组织和成分分析纳米实验中心有Quante200型扫描电子显微镜可供合金微观组织和成分分析；6硬度分析学部有HVS-50型数显硬度仪可完成合金的硬度测试与分析5尚且缺少的条件及方法无

2、项目研究目标及主要内容1项目研究目标本项目利用真空热压烧结技术制备等原子比的CuCrFeMnNi高嫡合金，再对其进行不同冷却方式的时效处理，研究冷却方式对CuCrFeMnNi高嫡合金的物相、微观组织、元素分布和硬度的影响，评价获得较佳强化性能的时效工艺为改善高炳合金成分偏析和强塑性提供理论和实践参考2主要内容1采用真空热压烧结炉制备CuCrFeMnNi高炳合金；2采用箱式电阻炉对CuCrFeMnNi高炳合金进行等温时效，并采用不同冷却方式处理合金；3研究四种冷却方式对CuCrFeMnNi高炳合金的物相影响；4研究四种冷却方式对CuCrFeMnNi高嫡合金的微观组织和元素分布的影5研究四种冷却方式对CuCrFeMnNi高嫡合金的硬度的影响;

3、项目创新特色概述通过真空热压烧结技术制备CuCrFeMnNi高炳合金，研究对四种冷却方式对其物相结构、微观组织和硬度的影响，为改善高炳合金成分偏析和强塑性提供理论和实践参考CuCrFeMnNi高崎粉体真CuCrFeMnNi高端合金块体80OC+12h等温时效处理冷却方式对高埔合金组织和硬度影响图1项目研究技术路线

5、研究进度安排实验方案的确定、原材料购买和合金制备；合金时效处理、金相制备和硬度测试；合金物相结构和组织、成分测试分析；撰写研究论文和项目报告，准备结项

6、项目组成员分工耿和川团队主持人，负责收集整理项目相关文献资料信息，落实实验进度安排，撰写项目实验报告；许石卓参与项目方案制定讨论，并全程参与合金制备和性能检测；李鹏飞金相制备；王贵恒硬度测试和分析；陈攀峰微观组织和成分测试分析（含已具备的知识、特长；前期创新性成果、实验条件、指导教师、研究基础、可行性研究，配套经费、相关扶持政策等）.已具备的知识、特长具备纳米材料、材料成型相关专业知识；英语基础较好，便于检索阅读外文文献；写作基础较好，便于整理写作实验报告和发表论文.前期创新性成果参与发表《Nb含量对Cuo.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx高嫡合金微观组织和性能的影响》论文1篇参与完成《新型高炳合金纳米氮化物薄膜的研发》项目1项

3.实验条件工学部和纳米中心具有热压烧结炉、箱式电阻炉、金相实验室、XRD、SEM、显微硬度计等制备和测试分析设备.指导教师指导教师任波具有博士学位和副教授职称，主持完成2项省级项目和1项博士后基金项目，发表SCI论文20余篇，指导本科毕业生80余个，具有丰富的理论和实验经验，完全有能力指导该项目的顺利实施.研究基础前期参与了《新型高嫡合金纳米氮化物薄膜的研发》和《Nb含量对Cuo.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx高炳合金微观组织和性能的影响》项目或论文的相关实验工作，在微观组织表征如X射线衍射分析、扫描电子显微镜和能谱分析、硬度测试等方面积累了实践经验，具有一定的研究基础.可行性研究项目组成员知识储备足够、实验方案合理且可操作性强、实验条件完备、指导教师经验丰富、前期工作基础牢固，因此该项目顺利实施是可行的.配套经费无.相关扶持政策无预期成果经费预算指导教师推荐意见（拟解决的关键问题、预期成果形式等）

1.拟解决的关键问题等温时效处理后采用四种冷却方式将对合金微观结构和性能产生影响，冷却速率的计算及其对物相尺寸的影响机理是拟解决的关键问题

2.预期成果

（1）发表学术论文1篇；

（2）撰写研究报告1份购置实验材料费等1400元，用于购买Cu、Cr、Fe、Mn、Ni金属粉、砂纸、抛光膏、无水乙醇等耗材；发表论文版面费3500元，用于中文核心论文审稿费和版面费；资料费、打印、复印等费用100元，用于文献资料、结项报告等打印；共计5000元时效处理是改善高嫡合金成分偏析的有效方法之一时效处理中的冷却速率对合金物相的晶粒尺寸、内应力等产生重要影响，进而对合金的相结构、微观组织、成分分布及性能产生影响该项目组成员通过文献调研发现当前的研究热点主要是时效温度和保温时间对高炳合金微观组织和性能的影响，而冷却方式的影响鲜有研究因此，该项目的创新型、可行性较强团队成员积极性高、分工明确、进度安排合理，项目难易适中，团队成员利用课余时间可以顺利完成项目的相关工作同意推荐该项目申报！指导教师签名:项目简况项目名称冷却方式对CuCrFeMnNi高嫡合金微结构和显微硬度的影响所属一级学科（代码）0805申请经费5000元起止时间2023年4月至2024年3月项目负责人姓名耿和川性别男系话联电主要参与科研经历项目名称起止时间项目中排名完成与获奖情况新型高崎合金纳米氮化物薄膜的研发2021-12至2022-089表文况发论情论文题目何时何刊物发表（注明卷期）作者名次Nb含量对Cuo.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx高嫡合金微观组织和性能的影响2022年8月，特种铸造及有色合金42

（8）930-9355项目组主要成员姓名性别学号所属院系、专业联系电话项目中的分工许石卓男工学部、纳米材料与技术合金制备李鹏飞男工学部，材料成型及控制工程金相制备王贵恒男工学部、材料成型及控制工程硬度测试陈攀峰男工学部，纳米材料与技术微结构表征指导教师情况姓名任波职称/职务副教授联系电话成获况要及情主果奖在国内外学术期刊发表论文30余篇，一作或通讯作者SCI论文19篇、EI论文1篇；出版专著1部；授权发明专利1项；主持结项中国博土后基金项目1项、河南省自然科学基金项目和河南省科技攻关计划项目各1项；主持河南省青年骨干教师培养计划项目1项；主持省级鉴定项目2项；参与国家自然基金项目2项，参与河南省高校科技创新团队支持计划项目1项；获河南省自然科学论文一等奖和二等奖各1项项目简介（200字）高嫡合金是区别于传统金属材料的一种新型合金体系，主要由四种及四种以上金属元素组成，且原子百分比介于5%~35%之间，并形成固溶体相合金化元素对高嫡合金组织和性能影响是当前研究的热点，但关于时效工艺影响的报道相对较少含Cu高嫡合金微观组织通常呈现较为严重的偏析现象而对其性能产生重要影响时效处理是解决成分偏析的重要手段之一本项目通过炉冷、空冷、水冷和油冷四种手段改变CuCrFeMnNi高嫡合金的冷却速率，研究四种冷却方式对该合金的物相结构、微观组织形貌、元素分布和硬度的影响，为改善高炳合金成分偏析提供理论和实验参考请由申理（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等）.知识条件项目团队成员以2021级材料成型及控制工程专业学生为主，通过两年的专业学习，已就材料研究方法，实验手段，实验设备的使用等知识具有了一定的积累；项目组成员已为该项目的开展进行了大量的文献检索，阅读了大量与项目相关的文献，为本项目的开展完成了知识储备.团队成员特长及兴趣团队成员为材料成型及控制工程和纳米材料与技术专业学生，均对金属材料或纳米材料的组织结构和性能演变有十分浓厚的兴趣团队成员部分同学具有较好的外语基础，可通过检索和阅读外文文献了解高炳合金的研究现状，对该项目的研究具有十分重要的意义此外，项目组成员均计划考取研究生，也均希望通过本项目的研究提高自身科学研究能力，为读研究生做学术研究储备能力.已有的实践创新成果项目主持人已参与指导教师的科研项目，并帮助老师完成了高嫡合金的金相制备、硬度检测等实验，参与发表1篇中文核心论文寒假期间，指导教师与团队成员探讨了该项目的可行性方案，并对实验条件进行了考察，通过讨论，在学校目前实验条件下，能够满足本项目开展所需的硬件条件。