“材料连接与增材制造”科研团队

一、基本情况介绍

1、团队简介

“材料连接与增材制造”科研团队以高强钢、耐热钢等先进钢铁材料，镍基合金、铝合金等有色金属材料，异种材料等为研究对象，围绕高能束焊接、激光表面改性、电弧增材制造、焊接数值模拟等先进焊接技术，针对材料焊接性、熔池物理-化学冶金行为、接头组织及性能调控、焊接质量检验及控制等方向开展基础理论研究和技术开发工作。

团队目前有专职研究人员6人，其中硕士生导师5人。团队在先进钢铁及有色金属焊接性、激光表面加工、高能束焊接、电弧增材制造、焊接数值模拟等研究方向上取得了丰富的科研成果。近年来，团队共承担国家自然科学基金等国家级项目4项，安徽省自然科学基金、省高校自然科学研究项目等省部级项目和企业横向课题等各类科技项目20余项。团队累计发表SCI/EI收录论文60余篇，包括J Mater Process Tech、 Mat Sci Eng A、 J. Alloys Compd.、 Mater Design、 Opt Laser Technol、 金属学报、 焊接学报等国内外知名学术期刊，申请/授权发明专利20余项。

2、团队负责人

 

尹孝辉，教授，硕士生导师，中国科学院金属研究所博士，国际焊接工程师。材料学院材料加工工程系主任，全国钢标准化技术委员会增材制造工作组委员，第四届焊接技术与工程专业教学委员会委员，安徽省机械工程学会焊接专委会副理事长，马鞍山市焊接技术协会理事长。

主要研究方向为高性能钢铁材料焊接、新材料以及异种材料连接。主持完成国家自然科学基金项目、安徽省高校省级自然科学研究重点项目各1项，主持完成国际先进安徽省科技鉴定一项，主持完成企业攻关课题多项。参与国家“973计划”项目、“863”新材料计划、国家自然科学基金、安徽省重大科技专项课题等研究项目。目前已发表SCI、EI检索论文20余篇；已授权发明专利6项，获冶金科学技术一等奖1项。应邀担任J. Am. Ceram. Soc.、Int. J. Adv. Manuf. Tech.等期刊的审稿专家，NSFC通讯评审专家。

3、团队骨干介绍

	博士毕业于山东大学，主要研究领域为激光表面改性、电弧增材制造和先进金属材料焊接性。主持国家自然科学基金青年基金、安徽省自然科学基金等项目3项，参与国家自然科学基金、安徽省重点研发计划等课题5项。在Materials & Design, Surface & Coating Technology等国际学术期刊上发表论文30余篇，累计被引500余次，相关研究成果获授权国家发明专利4项。应邀担任Journal of Alloys and Compounds，Materials Letters等期刊审稿专家，NSFC通讯评审专家，2016年获得“第二十一次全国焊接学术会议优秀论文奖”。
马群双 副教授 硕士生导师 材料加工工程系副主任       qunsma@ahut.edu.cn
	博士毕业于上海交通大学，主要研究领域为激光焊接及金属增材制造（3D打印）。近年来主持重大产学研项目1项和安徽省高校自然科学研究重点项目2项；以第一作者在J. Mater. Process. Tech., Opt. Laser. Technol. Int. j. Adv. Manuf. Tech.等期刊发表论文10余篇，通讯及其他论文20余篇，获授权发明专利5项。
孟威 博士 硕士生导师 材料加工工程系支部书记 my0370@163.com
	博士毕业于武汉大学，日本大阪大学访问学者，主要从事耐热钢焊接冶金与焊接性、焊接过程数值模拟、计算材料学、焊接检验方向研究。主持国家自然科学基金青年基金、安徽高校自然科学研究项目重点项目各1项及多项与中核集团、大唐集团、华电集团等企业合作横向课题，获中国电力建设企业协会科技进步一等奖1项，在《Journal of Materials Processing Technology》、《Materials Science and Engineering: A》、《金属学报》等国内外顶级期刊发表论文10余篇。
胡磊 博士 硕士生导师 安徽省焊接学会理事 hulei828@ahut.edu.cn
	博士毕业于中南大学，主要研究领域为先进铝合金等轻合金的连接和加工。主持国家自然科学基金青年基金1项，发表SCI、EI论文5篇，应邀担任JOM、 Journal of Mining and Metallurgy Section B: Metallurgy等期刊的审稿专家，NSFC通讯评审专家。
谢虎 博士 硕士生导师 979957762@qq.com
	2014年1月毕业于天津大学材料加工工程专业，获工学博士学位。主要从事先进材料连接与焊接技术，金属基复合材料和增材制造等方向的研究。近年来参与国家自然科学基金面上项目3项、天津市自然科学基金面上项目1项，发表多篇学术论文。
国礼杰 博士 材料加工工程系副主任 guolj83@ahut.edu.cn

4、联系方式

联系人：尹孝辉

联系方式（邮箱）： xhyin@ahut.edu.cn

通讯地址：安徽省马鞍山市花山区马向路，安徽工业大学材料学院

二、主要研究领域（科研方向）

方向（一）：新材料及异种材料连接

方向（二）：高能束复合焊接及外场耦合增材制造

方向（三）：高强结构钢焊接冶金及可靠性研究

方向（四）：先进材料连接过程理论与新型焊接材料

三、主持科研项目（部分）

1. 国家自然科学基金面上项目：可加工Ti₃SiC₂陶瓷与金属Ni、Cr的界面结构与反应机理，No.51375015；

2. 国家自然科学基金青年基金： 宽带激光熔覆镍基MMCs增强相低错配过渡界面可控诱导及强化机理研究，No.52005007；

3. 国家自然科学基金青年基金：Al3(Sc1-xZrx)粒子对Al-Zn-Mg系合金淬火敏感性的影响机理研究，No.52004002；

4.    国家自然科学基金青年基金：热-组织-力耦合作用下9%Cr热强钢厚壁管道焊接残余应力演化机理及调控方法，No.52105312；

5.    安徽省自然科学基金项目：宽带激光诱导熔覆层复合强化相微界面结构演变及磨损机理，1908085QE198；

6.    安徽省高校自然科学研究重点项目：“热-力-冶金”耦合作用下9%Cr钢多层多道焊残余应力演化机理及协同调控，KJ2019A0069；

7. 安徽省高校自然科学研究项目重点项目：异种磁性钢高频脉冲激光焊接能量调控机理及缺陷抑制研究，KJ2018A0063；

8. 安徽省高校自然科学研究项目重点项目：核电镍钢异种金属超窄间隙激光电弧复合焊接合金失配行为及双脉冲调控研究，2022AH0S0322；

四、科研平台

目前团队具备焊接制造与加工实验室和组织性能分析测试设备，包括Fronius Advanced 4000机器人自动焊接系统、等离子弧/CMT电弧焊接数控加工平台、真空钎焊/扩散焊系统、威尔逊Wilson VH1150宏观维氏硬度计、蔚仪HV-1000TPTA显微维氏硬度计、焊接应力测试仪、宏观/微观体式显微镜等。

 

 

五、主要研究成果

1、代表性论文

[1] Xiaohui Yin, Fan Xu, Chunying Min, et al. Promoting the bonding strength and abrasion resistance of brazed diamond using Cu-Sn-Ti composite alloys reinforced with tungsten carbide, Diamond and Related Materials, 2021, 112: 108239.

[2] Xiaohui Yin, Qunshaung Ma, Bing Cui, et al. Current Review on the Research Status of Cemented Carbide Brazing: Filler Materials and Mechanical Properties, Metals and Materials International, 2021, 27: 571-583.

[3] Xiaohui Yin, Guoqiang He, Wei Meng, et al. Comparison Study of Low-Heat-Input Wire Arc-Fabricated Nickel-Based Alloy by Cold Metal Transfer and Plasma Arc, Journal of Materials Engineering and Performance, 2020, 29: 4222-4232

[4] X.H. Yin, M.S. Li, and Y.C. Zhou, Microstructure and Mechanical Strength of Transient Liquid Phase Bonded Ti3SiC2 Joints Using Al Interlayer, Journal of the European Ceramic Society, 2007, 27: 3539-3544.

[5] Zerong Zhang, Xiaohui Yin*, Yuhai Qian,et al. Determination of interdiffusion coefficients of Si and Al in Ti3SiC2 - Ti3AlC2 diffusion couple at 1373-1673 K. Journal of the American Ceramic Society, 2020, 103: 670-680.

[6] Shenlizhi Hong, Qunshuang Ma*, Gang Liu, et al. In-situ reinforced phase evolution and wear resistance of nickel-based composite coatings fabricated by wide-band laser cladding with Nb addition. Optics & Laser Technology, 2023 (157) : 108678.

[7] Qunshuang Ma*, Haozhe Chen, Nannan Ren*, et al. Effects of Ultrasonic Vibration on Microstructure, Mechanical Properties, and Fracture Mode of Inconel 625 Parts Fabricated by Cold Metal Transfer Arc Additive Manufacturing. Journal of Materials Engineering and Performance, 2021,30(9): 6808–6820.

[8] Ma Qunshuang*, Chen Haozhe, Zhang Hui, et al. The alloying effects of Cr on in-situ phase evolution and wear resistance of nickel composite coatings fabricated by wide-band laser deposition. Surface and Coatings Technology, 2020, 397: 126019.

[9] Qunshuang Ma, Yajiang Li*, Juan Wang, et al. Microstructure evolution and growth control of ceramic particles in wide-band laser clad Ni60/WC composite coatings, Materials & Design, 2016, 92: 897-905

[10] Qunshuang Ma, Yajiang Li*, Juan Wang, et al. Investigation on cored-eutectic structure in Ni60/WC composite coatings fabricated by wide-band laser cladding, Journal of Alloys and Compounds, 2015, 645: 151-15715. 

[11] Wei Meng, Yunlong Lei, Xing Wang, et al. Interface characteristics and mechanical properties of wire-arc depositing Inconel 625 superalloy on ductile cast iron. Surface and Coatings Technology. 2022, 440:128493.

[12] Wei Meng, Zhenlin Xu, Qunshuang Ma, et al. Pulse fiber laser welding of AISI 321-AISI 405 stainless steel thick plates butt joints. Journal of Materials Processing Technology, 2019, 271:214-225

[13] Wei Meng, Xiaohui Yin, Junfei Fang, et al. Dynamic features of plasma plume and molten pool in laser lap welding based on image monitoring and processing techniques. Optics & Laser Technology, 2019, 109: 168-177.

[14] Wei Meng, Yin Xiaohui, Wang Zhang, et al.Additive manufacturing of a functionally graded material from Inconel625 to Ti6Al4V by laser synchronous preheating. Journal of Materials Processing Technology, 2020, 275:1163-68.

[15] Wei Meng, Zhuguo Li, Fenggui Lu, et al. Porosity formation mechanism and its prevention in laser lap welding for T-joints. Journal of Materials Processing Technology. 2014, 8(214): 1658–1664.

[16] Du Chengchao, Hu Lei*, Pan Qiuhong*, et al. Effect of Cu on the strengthening and embrittling of an FeCoNiCr-xCu HEA, Materials Science and Engineering A, 2022, 832, 142413.

[17] Hu Lei*, Wang Xue*, Ma Qunshuang, et al. Numerical and experimental investigations on the temperature field in local post weld heat treatment of 9 % Cr heat resistant steel welded pipes, Journal of Materials Processing Technology, 2021, 297: 117232.

[18] Du Chengchao, Hu Lei*, Ren Xudong*, et al. Cracking mechanism of brittle FeCoNiCrAl HEA coating using extreme high-speed laser cladding, Surface and Coatings Technology, 2021, 424: 127617.

[19] Hu Lei*, Yu Shumin, Ma Qunshuang, et al. Effect of internal air flow on local postweld heat treatment for large diameter ASME P92 steel-welded pipes, Journal of Pressure Vessel Technology, 2020, 142: 014503.

[20] 胡磊, 王学*, 尹孝辉, 等. 层间温度对9%Cr热强钢管道多层多道焊接头残余应力的影响, 金属学报, 2018, 54(12): 1767-1776.

[21] H. Xie*, L. Hu, Q. H. Ma, et al. Microstructure and mechanical properties of A7N01 aluminum alloy weld joints filled with ER5356 and ER5087 weld wires，Journal of Mining and Metallurgy Section B: Metallurgy，2022，58(1): 157-167.

[22] Hu Xie, Zhu Xiao*, Zhou Li, et al. Quench sensitivity of AA7N01 alloy used for high-speed train body structure. JOM，2019，71(5)：1681-1686.

[23] Hu Xie, M.P Wang*, Wei Chen. Microstructure, Mechanical Properties, and Texture Evolution of Aluminum Alloy 7005 by Accumulative Roll Bonding. Journal of Materials Engineering and Performance, 2016, 25: 1199-1210.

[24] 谢虎，宋练鹏*，龚习，等. 铜铬合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能，机械工程材料，2011，35(10): 88-91.

2. 发明专利

[1] 尹孝辉，孟威，包全合，等. 一种原位反应制备TiCx颗粒增强Ni(Si)复合材料的方法，发明专利，ZL201811519172.4

[2] 尹孝辉，高银银，国礼杰，等. 一种三元层状陶瓷钛硅化碳与金属铬的扩散连接方法，发明专利，ZL201611215621.7

[3] 尹孝辉，李美栓，周延春. 瞬间液相扩散连接三元层状陶瓷钛硅化碳工艺，发明专利，ZL200610047089.2

[4] 张武，尹孝辉，闫敏，等. 一种电阻缝焊工艺参数的获取方法及焊接方法，发明专利，ZL200610047089.2

[5] 马群双，董正学，蔡沧龙，等. 一种耐高温磨损的碳化物复合高熵合金及其激光熔覆制备方法. 发明专利，中国，CN202011407785.6

[6] 马群双, 尹孝辉, 孟威, 等. 一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法. 发明专利，中国，CN201811494765.X

[7] 马群双, 尹孝辉, 孟威, 等. 一种宽带激光制备双相陶瓷颗粒强化Ni基熔覆层的方法. 发明专利，中国，CN201811566562.7

[8] 孟威，李铸国，芦凤桂. 基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的在线检测方法. 授权号：ZL 201410080669.6.

[9] 孟威，方俊飞，国礼杰，等.一种快速测定离焦量的方法和装置，授权号：ZL201710898247.3

[10] 胡磊，陈东旭，尹孝辉，等. 一种管内存在强气流的Cr-Mo钢管道焊后热处理方法, 2022.09.06, 中国, CN201910026251.X.

六、培养研究生

已毕业研究生：王洪东、袁中涛、邓  磊、季承玺、万志健、高银银、李申申、张向忠、孙  冬、王久军、何国强、徐凡、张  洁、陈浩哲、张文浩。

在读研究生：2020级：朱龙龙、朱正英、洪沈丽智、雷云龙；

2021级：陈凯、刘辉、刘港、叶凯、独家卿、杨智；

2022级：汪星、高传友、潘沁月、朱涛、王瑞、嵇翔宇