郭景杰
1.高强高韧铝合金及其电磁铸造技术;2.钛合金及其熔配理论与技术;3.偏晶合金凝固规律及制备技术;4.有色合金凝固过程中组织模拟。
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- 姓名:郭景杰
- 目前身份:
- 担任导师情况:
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学术头衔:
博士生导师,
- 职称:-
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学科领域:
材料科学
- 研究兴趣:1.高强高韧铝合金及其电磁铸造技术;2.钛合金及其熔配理论与技术;3.偏晶合金凝固规律及制备技术;4.有色合金凝固过程中组织模拟。
郭景杰,1956年12月30日出生,哈尔滨工业大学教授,博导。现任哈工大先进材料加工中心副主任,总师,哈尔滨工业大学材料学院学术委员会委员。1982年7月在哈尔滨工业大学获学士学位,1986年7月在哈尔滨工业大学获硕士学位,1989年10月获清华大学博士学位,1989年11月—现在先后在哈尔滨工业大学任博士后,副教授,教授和博导。其中1991年5月—1991年9月和1992年1月—1994年1月在日本轻金属研究所进行合作研究。现兼任《CHINA FOUNDRY》杂志编委会副主任,《TRANSACTIONS OF NONFERROUS METAL SOCEITY OF CHINA 》编委,《中国有色金属学报》编委,《特种铸造及有色合金》杂志编委会主任,《铸造》杂志编委会编委,《铸造工程?造型材料》编委,《Materials Research Bulletin》等20余种杂志审稿人,中国铸造学会常务理事,中国稀土学会铸造合金分会理事,中国铸造学会特种铸造及有色合金专业委员会主任,中国铸造学会学术工作委员会副主任,中国铸造学会国际交流工作委员会委员,哈尔滨市铸造学会副理事长等。
多年来,一直从事4个方面的研究,即:1.高强高韧铝合金及其电磁铸造技术;2.钛合金及其熔配理论与技术;3.偏晶合金凝固规律及制备技术;4.有色合金凝固过程中组织模拟。近几年共承担各类科研项目20余个,其中包括国家自然科学基金重大项目子项,国家自然科学基金重点项目子项,国家重大基础研究项目子项,国防安全重大基础研究项目子项,国家863重点项目子项,总装预研重点项目和省杰出青年基金项目等。在这些领域中已出版专著2本,另外3部正在编辑印刷中;发表论文250余篇(包括收录到日本轻金属情报系统的正式研究报告31篇),Sci收录70余篇,Ei收录90余篇,被他人引用180余次,主编论文集1本,副主编论文集2本,参编论文集2本。同时,获得教育部自然科学1等奖3项,航天工业部(后航天工业总公司)科技进步2等奖2项,3等奖1项,光华科技基金三等奖1项,2000年和2004年论文获中国铸造学会优秀论文金奖,2003年,2001年和1999年论文获中国铸造学会优秀论文银奖;2003年获国防科工委优秀图书奖;指导和协助指导博士研究生21名,硕士研究生16名。2001年和2003年获得黑龙江省首届和第二届优秀硕士论文指导教师奖,2003年和2000年获哈尔滨工业大学优秀博士论文(副导师)奖。先后为研究生和本科生讲授了冶金热力学,合金熔体及其处理,铸造技术新进展,铸造合金及其熔炼和专业英语等课程。
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郭景杰, 苏彦庆, 贾均, 丁宏升, 崔红保, 柳松青
稀有金属材料与工程,2002,31(4):296~298,-0001,():
-1年11月30日
对TiAI合金涡轮的立式离心熔模陶瓷型壳精密铸造进行了研究,合金熔配设备为水冷铜坩埚真空感应熔化炉。首先研究了TiAI合金铸造时的尺寸收缩问题,结果表明1600℃浇注时,合金的收缩率为1.32%随着浇注温度的提高凝固收缩率显著提高。从合金熔体立式离心力场下充型模式方面考虑,涡轮浇注工艺应采用类似于重力充型的底注式较好。 TiAI合金涡轮离心浇注内部组织致密、无气孔,存在的主要问题是欠浇缺陷,迎流面充型较弱。可以从提高离心转速 和浇注温度两方面解决欠浇缺陷,但离心转速提高带来的安全隐患以及提高浇注温度带来的粘砂问题还需进一步研究。
TiAI基合金, 涡轮, 熔模型壳, 离心铸造
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【期刊论文】两种Ti-Al金属间化合物基合金ISM熔炼过程中Al元素挥发控制方式的判断*
郭景杰, 刘源, 苏彦庆, 贾均
稀有金属材料与工程,1999,28(6):390~394,-0001,():
-1年11月30日
对水冷铜坩埚真空感应熔炼过程中合金元素的挥发动力学进行了深入的分析,并在此基础上建立了ISM熔炼过程中A1元素挥发控制方式的判断模型。对Ti-48Al-2Cr-2Nb(at%)和Ti-24Al-11Nb(at%)合金中A1元素挥发控制方式的判断结果表明:随着熔体温度的升高和外压的增大,Al元素的挥发由低温和高压时的界面挥发控制向高温和低压时的界面挥发和液相中扩散同时起作用的双重控制方式转变,只是对于不同的合金,其转变温度和转变压力不同。外压为O.1333 Pa时,Ti-48Al-2Cr2Nb和Ti-24Al-11Nb合金中A1元素挥发控制方式的转变温度分别为1950K和2000K左右;熔体温度为2073K时,因为不同合金中A1元素饱和蒸汽压不同,这2种合金中Al元素挥发控制方式的转变压力分别为133.3 Pa和66Pa左右。
ISM熔炼元素, 挥发控制方式
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郭景杰, 傅恒志, , 郭景杰, 苏彦庆, 刘林, 徐达鸣, 李金山
中国有色金属学报,2003,13(4):798~810,-0001,():
-1年11月30日
在航空航天及能源领域有重要应用价值的TiAl基合金,由于其γ+α2 片层结构的特点,采用定向凝固技术控制片层方向可以更好地发挥其潜能。从相与组织选择及晶体择优生长特性角度,讨论了具有包晶反应的高温γ-TiAl 合金的定向凝固与晶向控制,分析了晶向控制中引晶、合金化、调节成分与凝固参量及它们的综合作用所得到的结果与存在的问题,并提出了此领域今后应注意的方面。
TiAl金属间化合物, 定向凝固, 晶向控制
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【期刊论文】Temperature control of TiAI melt during induction skull melting
郭景杰, Y.-Q. Su, J.-J. Guo, G.-Z. Liu, J. Jia.ahd H.-S.Ding
Materials Science and Technology November 2001 Vol.17,-0001,():
-1年11月30日
The properties of intermetallic compounds are sensitive to alloy composition and Interstitial element content determined bythemelting process. Induction skullmeltingis oneofthe bestmethodsformelting reactive alloys. For induction heating under vacuum, melt temperature control is problematic. A numerical model tar simulating temperature field during induction skull melti'ng has been developed using the direct finite difference method. Factors such as water cooling boundaries, electromagnetic stirring meniscus, and power distribution in the charge were analysed. The charge/crucible interface was taken as a radiation boundary betore melting and as a combined radiation and conduction boundary after melting. The frce snrface was taken as a radiation boundary. I he relationship between the height of electromagnetic stirring meniscus and charge weight and melting power was reduced based Oll the conservation ofmass. Based on the conservation ofenergy, the distribution density ol induction current was ascertained. With the program. the relationship beWveen melting power, charge weight,and melt temperature was established. During induetion skull melting of 7-I' iAl based alloys, the melt temperature was meas Llred carefully. The theoretical and experilnental results were found to be in agreement.
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【期刊论文】Skull formation and change during ISM process of Ti-15-3 alloy ①
郭景杰, GUO Jing-jie, LIU Yuan, SU Yan-qing, DIN G Hong-sheng, JIA Jun
Trans. Nonferrous Met. Soc. China. Fed. 2000,-0001,():
-1年11月30日
The change of the skull shape and size has been predicated through computer simulation technique and com-pared with the experimental results. The microstructure of the skull and the elemental line distribution in the skull have been analyzed with optical microscope and EPMA etc. The results show that the skull height and thickness become small with increasing melting power; the skull consists of two zones, that is, fine equiaxial crystal zone and coarse columnar crystal zone; there exists some segregation in the bottom of the skull.
Ti-15-3 alloy, skull melting, microstructure segregation
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【期刊论文】Microstructure and mechanical properties of high strength as-cast Ti-15-3 alloy①
郭景杰, DIN G Hong-sheng, ZHOU Jian-zhong, JIA Jun, GUO Jing-jie, SU Yan-qing, FU Heng-zhi
Trans. Onferrous Met. Soc. China Jun. 2002,-0001,():
-1年11月30日
The effects of heat treatment and solidification cooling rate on the microstructure and mechanical properties of as-cast Ti-15-3 alloy prepared by induction skull melting method were investigated. Results show that the microstruc-ture of as-cast Ti-15-3 alloy changes from the features of simplified and larger size of beta grains to finer grain size with in-creasing solidification cooling rate. After solution treatment and different ageing treatment, alpha phase precipitates in grains interior as well as in grain boundaries. Due to the modification of the precipitate phase, the tensile strength and e-longation of the alloy are improved simultaneously. A good combination of the values of 1.406 GPa of σb and 4.5% of δ was obtained, which will be satisfied the use of this kind of alloy in critical areas.
cast Ti-15-3 alloy, solidification cooling rate, heat treatment, microstructure, mechanical properties
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郭景杰, 苏彦庆, 贾均, 傅恒志
材料科学与工艺,2003,11(2):129~131,-0001,():
-1年11月30日
利用ISM方法熔炼金属间化合物过程中时常发生不同程度的热爆,使合金液发生飞溅,它不仅影响合金成分精度,对熔炼设备也存在一定危险。利用电子能谱仪等手段,研究了发生热爆的TiAl合金锭内部气孔表面成分及铸锭外观特征。 气孔表面成分分析结果表明气孔表面Al/Ti在2162-3149之间,远高于目标成分中的比值,说明爆炸的动力来源于过量的Al蒸气。计算结果表明,Ti和Al在933K发生放热反应而带来的绝热温度2245116~2284168K,相应Al的蒸气压为1 005~3366 Pa.Al蒸气压与金属静压力之间的平衡关系将决定热爆能否发生。而金属静压力与Al块在坩埚中的摆放位置相关,因此利用ISM熔炼TiAl合金时,Al的摆放位置将是决定热爆的重要因素,Al块摆放在炉料的上表面217cm以下可以预防发生热爆。
TiAl合金, ISM, 气孔, 热爆
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郭景杰, Daming Xu, Jingjie Guo, Hengzhi Fu, Weisheng Bi
Materials Science and Engineering A344 (2003) 64-73,-0001,():
-1年11月30日
A newly proposed solidification transport process (STP)-based micro-/macrosegregation model is used to investigate the influences of dendrite morphologies and solid-back diffusion (SBD) on macrosegregation behaviors in dendrite solidification of shaped castings. Via a unified micro-scale parameter, an arbitrary solidifying dendrite structure is reconstructed through the scalar production of a solid-fraction-dependent weighting coefficient vector and basic geometrical vector consisted of spherical, cylindrical, plate-like, inward cylindrical and inward spherical components. Computations are carried out on directionally solidified blade-like Al/4.5wt.%Cu castings with assumed different solid-iffusion-coefficients varying in eight orders of magnitude and different solidphase orphologies including the five basic geometrical shapes and assumed equiaxed/columnar dendrites and granulated structures. The calculated results comparisons show that a solidification structure with a convex solid/liquid (S/L) interface tends to lighten the macrosegregation formation though the influences of the solid-phase morphologies on macrosegregation behaviors are less significant than that of solid-diffusion-coefficients.
Solidification, Microstructure, Solid-back diffusion, Segregation, Computer modeling
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【期刊论文】In situ observation of fracture behavior of in situ TiBw/Ti composites
郭景杰, B. S. Li, J. L. Shang*, J. J. Guo, H. Z. Fu
Materials Science and Engineering A 383 (2004) 316-322,-0001,():
-1年11月30日
This paper presents the results of an in situ study of crack nucleation and growth in an in situ iBw/Ti composite. The crack/microstructure interactions are studied along with the underlying crack-tip shielding by crack bridging and whisker pull-out. The reinforcement/matrix interface is also shown to retard crack growth. Final fracture is shown to occur by quasi-cleavage fracture mode.
In situ titanium matrix composite, Fracture behavior, In situ SEM observations
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郭景杰, 苏彦庆, 丁宏升, 盛文斌, 李邦盛, 贾均, 贺跃辉, 欧阳鸿武, 刘文胜, 黄伯云
,-0001,():
-1年11月30日
利用真空感应凝壳熔炼设备熔铸了TiAl合金483Q发动机的排气阀门坯件,经热等静压及机械加工后所制得的TiAl合金排气阀门重量比原材质的减少了49.3%。483Q台架试验测试结果表明,TiAl合金适宜于制造483Q发动机排气阀门。
TiAl合金, 发动机, 排气阀门, 台架试验
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