“高性能轧辊材料与复合成形全国重点实验室”前身为2015年经科技部批准建设运行的“轧辊复合材料国家重点实验室”。2024年,为服务我国高端制造领域对高性能轧辊的重大需求,由中钢邢机、天津大学、河北工业大学重组实验室,在天津设立高性能轧辊研究中心,在邢台设立中试和成果转化基地,形成“一企两校”战略布局,实现产学研用深度融合,从行业发展需求导向转变为国家战略需求导向。实验室聚焦超耐磨轧辊材料制备与大尺寸多层级复合成形,攻克超耐磨宽幅轧辊强韧化协同难、大尺寸多层级精准复合控制难、正向设计与全周期性能预测难等瓶颈难题。重点布局“超耐磨高强韧轧辊材料研发”、“轧辊大尺寸多层级复合成形”、“极端工况轧辊使役评价延寿”和“轧辊全寿命周期数智化制造”四大重点任务,解决轧辊材料跨尺度多级组织高强耐磨协同机制、极端工况轧辊动态氧化与摩擦磨损机理等关键科学问题,突破轧辊大尺寸多层级精准复合控制、正向设计与全寿命周期性能预测关键技术,建设成为我国轧辊领域战略科技力量,为经济建设和国防建设提供钢铁及有色金属加工方案。
高性能轧辊材料与复合成形全国重点实验室(天津大学)已取得多项关键成果,如开发了大型支承辊无接头熔覆技术,消除了接头搭接缺陷,提升了熔覆层质量,加工成本显著降低;基于该技术研制的智能装备实现了多熔敷单元三维自动控制与遥控操作,构建起循环再制造体系,成为我国智能化程度最高的再制造装备。研制了国内首台圆形立式1500℃大型真空扩散连接装置,使14MW超临界二氧化碳换热器、超音速无人机头舱等关键部件焊接接头疲劳寿命大幅提升。首创压电原理超声冲击设备,最高可将钢材疲劳寿命延长两个数量级;基于该技术研制的第四代MCU芯片控制超声冲击机设备性能赶超欧美同类产品,并主导制定了GB/T 33163-2016和GB/T 28896-2023两项国家标准,确立了超声冲击处理与焊接接头断裂韧度检测规范。研制了世界首台2000吨级双轴拉压+弯曲复合疲劳试验装置,可完成材料级-结构级全维度测试。建成了国内首套全尺寸管道大塑性应变试验系统,实现了裂纹萌生监测与全寿命载荷模拟。创新研发改进了参考应变法,攻克了"轴向大应变+径向内压"双轴极限评定难题,形成了基于环缝焊接的工程临界评估技术,为复杂载荷下的疲劳寿命预测提供了精准模型。
高性能轧辊材料与复合成形全国重点实验室(天津大学)现有固定人员14人,其中国家杰出青年3人,国家高层次人才特殊支持计划领军人才1人,国家万人计划科技创新领军人才1人,教育部长江学者1人,国家优秀青年4人,教育部青年长江学者1人,国家“万人计划”青年拔尖人才1人,国家海外高层次青年人才2人。
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