近日，辽宁省人民政府发布了《关于2021年度辽宁省科学技术奖励的决定》。中国科学院金属研究所三项成果获奖，其中“先进能源装备大锻件均质化构筑成形技术”和“航空发动机单晶高温合金叶片典型铸造缺陷的全流程控制技术及应用”荣获辽宁省技术发明一等奖，“块体铝基非晶合金基础研究”荣获辽宁省自然科学二等奖。
　　“先进能源装备大锻件均质化构筑成形技术”项目主要完成人：李殿中、孙明月、徐斌、刘宏伟、赵龙哲、李依依。针对我国能源装备大锻件均质性问题，该项目在国际上率先提出大锻件构筑成形技术，采用多块小尺寸基元经表面清洁、堆垛组坯、真空封装、高温加热、变形连接、锻造成形等步骤，消除界面，通过“以小制大”获得一体化的大尺寸均质锻件。在此过程中，发明了热加工过程中界面热变形连接技术、组织均匀化技术和氧化膜调控分解技术，使界面区域的材料力学性能达到与基体一致的水平。在此基础上，评价了近服役条件下若干大锻件构筑界面的力学性能，建立了关键材料与大锻件的考核体系和评价标准。技术已获授权发明专利32项，其中核心专利“金属构筑成形方法”获第二十二届中国专利金奖。成果成功在辽宁省转化实施，并推广到全国多家单位。支撑骨干企业完成首台套单重200吨级示范线建设，新增销售额28亿元。研制出水电、核电等重大装备的大型锻件并成功应用，取得了显著的经济社会效益。
　　“航空发动机单晶高温合金叶片典型铸造缺陷的全流程控制技术及应用”项目主要完成人：周亦胄、李金国、孟杰、于金江、孙晓峰、王新广。针对复杂单晶叶片缺陷控制问题，该项目针对单晶叶片制备过程中出现的杂晶、小角晶界、取向偏离、再结晶和型壳反应等缺陷开展了全流程控制技术研究，并逐步形成了一套从模具设计到铸件检验的单晶叶片铸造全流程控制技术。通过深刻揭示单晶组织以及凝固缺陷形成机理，发明了全流程控制技术。该成果的应用成功解决了我国多种单晶叶片的制造难题，大幅提高了多种单晶叶片的合格率，促进了我国单晶叶片制造技术的进步。相关技术成果在企业实现产业化应用，近3年带来新增产值超过亿元。
　　“块体铝基非晶合金基础研究”项目主要完成人：王建强、杨柏俊、张锁德、杨红旺、吴念初。该项目从铝基非晶合金本征结构演变出发，建立了针对铝基非晶成分体系的原子密堆耦合和二十面体超团簇中程有序预测模型，获得了模铸成形块体铝基非晶合金，实现了该类材料由二维至三维的关键尺寸跨越。提出了等温晶化演变特征信号分离和提取新方法，发现了纳米析出相不均匀团聚分布的特性。提出了单一纳米晶相复合非晶基体的模型体系构建方法，首次实现了不同纳米相在非晶基体中的序贯分离，自主研发的铝基非晶复相合金抗压强度达 1.5 GPa，屈服强度达1.34 GPa，塑性变形达 21%，且其耐点蚀能力是传统铝合金的3倍。该项目解决了铝基非晶形成能力低、非晶/纳米晶组织调控难及综合性能兼容性差等关键问题，相关成果在Acta Materialia、Corrosion Science等期刊上发表了系列文章，受到同行的广泛关注和认可。