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李殿中,1966年5月出生于辽宁兴城。1989年毕业于哈尔滨工业大学,获学士学位,1992年毕业于沈阳铸造研究所,获硕士学位,1998年毕业于哈尔滨工业大学,获博士学位。1992~1997年在沈阳铸造研究所工作,从事铸件凝固过程模拟。1998年入选中科院“百人计划”,在金属研究所组建材料制备工艺的计算机模拟研究组,任组长、研究员,博士生导师。2001年在英国皇家学会王宽诚奖学金资助下,作为访问教授,在伯明翰大学与John Campbell院士合作开展铸件模拟和先进工艺设计。现任中国科学院金属研究所特殊环境材料研究部副主任,中国材料研究学会计算材料学分会副主席,国务院三峡工程建设委员会三期工程重大设备制造检查组专家。
李殿中研究员主要从事材料制备工艺和计算机模拟工作,致力于用信息化提升传统产业。先后承担了国家973、863、国家发改委高技术产业化、国家自然科学基金和大型铸锻件关键制造技术合作等多项课题,取得了一系列重要研究成果。主要科研成就和贡献有以下几个方面。
一、开发大型船用曲轴关键技术
我国是造船大国,但是百吨级的大型船用曲轴却全部依赖进口。2004年李殿中研究员带领的课题组与上海电气集团总公司上海重型机器厂有限公司合作开展了型号为6S60MC-C “大型船用曲轴曲拐的弯锻过程模拟与实验”研究课题。该课题对于打破国外垄断,实现曲轴制造国产化具有十分重要的意义。采用该技术,上海电气集团公司于2005年成功生产出了合格的60机船用曲轴曲拐毛坯,第一根国产化的曲轴已经交付使用。国产化曲轴项目的研制成功,标志着我国“船等轴”的被动局面已经结束。目前已成功开发了60机至90机曲轴曲拐弯锻技术。鞍钢重型机械集团公司利用该技术成功地生产了60机和90机曲轴毛坯,成形完美,Man B&W曲轴专利公司认为,鞍重90机曲轴毛坯成形质量国内第一,达到了国际先进水平。2006年7月,辽宁省科技厅确定 “大型船用曲轴关键技术研究”为当年辽宁省重大科技项目。
二、开发大型铸钢支承辊整体铸造技术
我国装备制造业发展迅速,但关键部件长期依赖进口,制约了我国经济发展。如轧钢所用的铸钢支承辊大量依赖进口,每支轧辊大约需要200万元人民币,每年进口费用十几亿元,因此重型企业特别渴望开发该技术。2002年6月李殿中研究员在李依依、柯伟和英国John Campbell三位院士的支持下,承担了铸钢支承辊制造技术的开发项目。通过采用计算机模拟和国际上先进的浇注系统设计技术,用3年时间,成功开发了50吨铸钢支承辊整体铸造技术,在中国第一重型机械集团公司试制获得成功,填补了国内空白。该项目于2006年1月7日通过了中国第一重型机械集团公司的验收,并具备了产业化条件。
目前,产品已经在太钢不锈钢生产线上应用,产品质量优于同类进口产品。鞍钢重型机械集团公司利用此项技术也成功生产了国内最大的65吨整体铸钢支承辊,用于1700mm轧钢生产线。
三、开发热加工产品的可视化铸锻技术
作为主要负责人之一,他建立了中英联合高技术铸造中心,并提出了可视化铸造思想,即将计算机模拟与X射线实时监测相结合,进行浇注系统的优化设计,使铸造过程由不可见到可视化,这是铸造行业一个质的突破。他通过控制平稳充型和充型速度,消除了传统浇注过程中金属液容易卷气、夹杂等缺陷,提高了铸件合格率和工艺出品率,有利于铸造行业节能降耗,减少环境污染。他将新的设计方法介绍给铸造企业后,使工程技术人员大开眼界,对铸造工艺设计有了新的认识。该技术具有自主知识产权,通过了成果鉴定,达到了国内领先,国际先进水平。
在国家发改委“装备制造业热加工产品的可视化信息关键技术应用”项目的资助下,将可视化技术进行推广示范。可视化信息技术在东北企业示范推广后,取得了显著效果。2004年应用可视化铸造技术解决了沈阳冶金修造厂大型铅青铜铜套的疏松缺陷、沈阳黎明发动机公司的叶片等高温合金军工铸件、一汽差速器壳体等铸件的铸造难题;2005年对沈鼓集团的空气压缩机厂的缸体、缸盖、缸座等共25个铸件进行了计算机模拟和工艺优化,覆盖了该厂几乎所有的铸件产品,提高了该厂的铸件合格率;2005年与沈阳鼓风机集团合作,解决关键叶轮铸件的变形问题,已经设计出一套控制叶轮变形的模具,这一技术难关的破突对整个铸造行业具有普遍意义。开发的高锰钢组合辙叉心轨制造技术,解决了厚大高锰钢铸件容易产生裂纹的难题,具有广阔的应用前景。目前,该技术已扩展到锻造领域。
四、对金属成形过程组织演变模拟与性能预报的研究
李殿中研究员等人建立了钢在形变过程中物理冶金模型,开发了组织性能模拟软件和深过冷轧制技术。在国家973项目支持下,他带领的课题组与其他单位合作完成的“低碳铁素体/珠光体钢的超细晶强韧化与控制技术”2004年获国家科技进步奖一等奖、中国冶金行业科技进步特等奖,研究成果给钢铁行业带来了显著的经济效益,同年他还荣获首届“中国冶金青年先进科技工作者”荣誉称号。在此基础上,他与同事合作,结合有限元模拟提出的深过冷奥氏体变形思想在CSP生产线应用,解决了广州珠江钢厂汽车板冷弯微裂纹问题。珠钢采用这项新技术年生产优质汽车板2万吨,产值7000多万元,新增利税400多万元。
在国家863“热轧带钢组织性能预报与相关技术基础”项目的资助下,他带领课题组用5年时间开发了具有自主知识产权的热轧模拟软件,使我国成为世界上第5个拥有该类软件源代码的国家。目前该软件已在鞍钢23个钢种上应用,覆盖钢产量13.5万吨,年创造产值4.5亿元,新增利税1.5亿元。由于使用软件后节省了合金加入量,提升了钢材质量,年新增利润1000多万元。该软件共采用了70多个物理冶金模型,可以指导带钢热轧过程成分与工艺优化,稳定带钢质量。该研究成果荣获2004年辽宁省科技进步奖二等奖。
李殿中研究员在国内率先开展了凝固过程微观组织模拟研究,并在高温合金精密铸造多晶叶片上应用。在沈阳某厂应用后,叶片合格率提高一倍,已创经济效益2000多万元。该项研究成果获得了1997年原机械工业部科技进步奖三等奖。
他也是我国在钢的相变模拟领域具有国际影响的青年学术带头人。他的研究组在2004至2007年初3年多的时间内,有7篇关于钢的高温相变模拟论文在结构材料权威期刊Acta Materialia上发表,研究工作处于国际前沿。
李殿中研究员学风严谨,求实创新,重视人才培养。近几年来,他在国际著名刊物上发表论文92篇,SCI收录44篇,申请专利26项(授权12项),合著专著1部,研究成果荣获2007年辽宁省技术发明奖一等奖,河北省科技进步奖一等奖。
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