人物介绍

教学工作

科研成果(速铁路辙叉新一代高性能耐磨材料及应用研究 高耐磨耐热超高碳球墨铸钢新材料及应用研究 耐摩擦磨蚀聚氨酯复合材料研究 高性能铸态奥氏体-贝氏体耐磨钢应用研究 铁路线路修复专用高性能贝氏体焊条 金属纳米粉体材料制备及应用研究 铝基特种滑动轴承合金及在液压工业中应用)

人物介绍

栾道成，教授，男，1964年生，国务院特殊政府津贴专家，工学博士，硕士生导师，四川省学术技术带头人后备人选，现任西华大学科技处处长，“四川省特种材料及制备技术”重点实验室主任及学术委员会副主任。

教学工作

主讲《金属学原理》、《材料制备新技术》、《纳米材料制备技术》等课程。获四川省教学成果二等奖。

科研成果

先后在“金属学报”、“摩擦学学报”等杂志及学术会议发表发表学术论文60余篇、EI收录11篇。主持、主研完成纵、横向科研项目26项（其中会议鉴定6项、验收3项）,获省部级科技进步二等奖1项、三等奖4项，国家发明专利2项，国家科技成果重点推广计划1项。

速铁路辙叉新一代高性能耐磨材料及应用研究

完成者：栾道成、魏成富等

课题来源：本项目98年来源于四川省科技厅（原科委）：铁路道岔（辙叉）心轨新一代高性能耐磨材料研究（9831570）和98年铁道部及铁科院：60kg/m钢轨12号单开道岔长寿命组合辙叉研究（YJ9816），以及发明专利：高速准高速（提速）铁路道叉高性能耐磨钢及制造方法（981120954）。

获奖及专利情况：2002年获国家发明专利（专利号：981120954）

项目简介：

此技术主要用于开发铁路辙叉心轨及组合辙叉、轮毂的铁路领域，也可开发冶金及机械制造领域的工模具及高性能零件。其技术特点：①可焊性好，制造工艺简单，节约能源，性价比高，具有极强的国际竞争力；②制造的辙叉心轨能够适应普通及提速铁路的需要，客车速度可达160km/h，25吨轴重货车速度达90km/h的运行；③辙叉心轨使用寿命可达2～3年以上，通过总重量2亿吨以上，使用寿命至少比传统高锰钢提高1~2倍。

项目水平：

该项成果填补了国内组合提速辙叉应用空白，达到国际先进水平，处于国内领先水平；在国内首次利用高性能锻造耐磨材料生产铁路道岔（辙叉）心轨；新一代高性能耐磨材料生产的组合辙叉已成功应用到郑州工务段、漯河工务段、洛阳工务段、西安工务段、武昌工务段、信阳工务段、锦州大虎山工务段、广州工务段、郑州许昌工务段。

结合国内资源，以Si-Mn为主，Cr-Mo-Ni合金元素为辅,辅以稀土合金、V.Ti变质处理方案，研制一类低合金高性能新一代铁路道岔（辙叉）心轨耐磨材料—新型贝氏体（奥氏体）耐磨钢。其主要技术性能指标为：硬度：37～42HRC；强度：σb≥1300Mpa；冲击强度：аk（室温）≥70～100J/cm，аk（-40℃）≥40J/cm；实物疲劳性能优异，达到2×10次以上；满足东西南北气候铁路运营要求。

此技术研究成功对满足铁路重载、提速、高速化的发展，满足辙叉长寿命以及提高铁路部件的国际竞争力和国际地位具有重要的意义；从而促进我国铁路道岔由整铸结构向组合结构发展，并使铁路道岔（辙叉）寿命达到国际先进国家水平。

该项成果的应用，将大幅度提高我国铁路道岔使用寿命，并满足我国铁路重载、提速、高速化的需要；若大面积推广应用后，仅因道岔使用寿命提高每年节约钢材可达几万吨，产生的直接效益上亿元；若因节约人力物力检修铁路干线和提高我国铁路重载、提速、高速化，产生的社会效益将是显著的。

完成单位及时间：

西华大学材料科学与工程学院 2000年技术鉴定通过

高耐磨耐热超高碳球墨铸钢新材料及应用研究

完成者：栾道成、魏成富、胡志华等

课题来源： 本项目源于四川省教育厅重点项目(科研编号：9721556)

获奖及专利情况：2004年已申报四川省及成都市科技进步奖

项目简介：

本项目源于四川省教育厅重点项目(9721556),于2001年会议鉴定。此技术主要针对当含碳大于1.4%的钢因脆性太大难以应用而被视作禁区。把这类钢就象球墨铸铁一样，在钢水凝固过程中把碳部分石墨化，从而降低碳化物量，降低脆性，提高综合性能，有效地改善了这类钢的使用性能和应用性。并使这类钢基体组织把石墨和碳化物综合起来，集普通高碳钢与球墨铸铁的优点，并改善它们的不足。球墨铸钢是近年来国外研究出来的一种新型工程材料，属于过共析钢范围。国外已将该钢种运用到实际的产品生产中去，诸如各种冷、热轧辊、齿轮、凸轮、传动轴、车辆及制冷设备零部件，已显出良好的使用性能；如球墨铸钢代替传统铸钢或青铜、黄铜，生产热轧辊及一些冶金设备另部件，根据不同服役条件，其使用寿命比原来提高几倍至几十倍。本项目已开发研制了球墨铸钢磨球，搅拌机衬板，轧钢机械的护卫板，汽车发动机缸盖等产品。初步应用了轧钢机械护卫板（导位板）：与原高铬铸铁复合材料相比，耐磨性好，强度高，成本低。可望在热轧辊应用中具有更优异性能。

项目水平：

研制成功一类稀土硅钙复合球化剂。本球化剂的创新点是：用普通钢水、普通冶炼方法通过球化剂处理达到低氧、低硫含量的钢水，不需对钢水进行预脱氧、脱硫，从而简化工艺、节低成本。首次观察与研究了球墨铸钢在锻造后或较宽温度（860~950℃）范围内正火态可获得粒状珠光体组织。本项研究在国内外研制成功一类新型球墨铸钢的球化剂，其无需对原钢水进行预先脱氧脱硫处理，同时研究了球墨铸钢正火态及锻造态碳化物粒状化及探讨了形成机理，这两方面研究处于国际领先水平。

超高碳球墨铸钢新材料可代替现轧钢机械中许多成本很高的耐磨耐热件。可代替现有材料生产塑料、玻璃、皮革等模具及轧辊等，应用前景广泛。

完成单位及时间：

西华大学材料科学与工程学院 2001年技术鉴定通过

耐摩擦磨蚀聚氨酯复合材料研究

完成者：栾道成、胡志华、魏成富等

课题来源：本项目源于四川省应用基础研究项目（科研编号：9711567.）

项目简介：

本项目源于四川省应用基础研究项目，科研编号：9711567. 本课题研究针对摩擦学材料研究发展趋势，拟利用聚氨酯弹性体的优异综合性能，利用碳化物、氮化物等优异耐磨蚀性，以非金属复合材料代替金属材料的发展思想，研究高性能整体复合材料，用于球磨机的衬板、各种设备轴套、轴套代替钢质耐磨钢、金属滑动轴承合金；用于泥浆泵的大型泵体的衬板、叶片，提高耐磨蚀性能。聚氨酯弹性体是一种介于橡胶与塑料之间的新型合成材料，具有耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学磨蚀、耐射线辐射，与其他材质粘结性好，高弹性和吸振能力强等优异性能。

本项目成功研制利用陶瓷材料复合的聚氨酯弹性体复合材料，其中TiN对聚氨酯弹性体在抗冲蚀磨损性上增强作用最大，其是纯聚氨酯弹性体（-NCO%=6.35%）的2.81倍。其次Si3N4聚氨酯复合材料是纯聚氨酯弹性体（-NCO%=6.35%）的1.88倍。TiN复合的聚氨酯陶瓷复合材料的抗冲蚀磨损性是不锈钢2Cr13的11.7倍，是45号钢的18.7倍。

项目水平：

本项目从陶瓷微米级、纳米级复合聚氨酯弹性体，形成了二十多种抗磨抗蚀聚氨酯复合材料，其研究内容及研究结果处于国内先进或领先水平。是目前国内研究的最好的抗冲蚀磨损复合材料。

该项目成果可广泛应用在球磨机的衬板、各种设备轴套、轴套代替钢质耐磨钢、金属滑动轴承合金；或泥浆泵的大型泵体的衬板、叶片，提高耐磨蚀性能。

完成单位及时间：

西华大学材料科学与工程学院 2004年技术鉴定通过

高性能铸态奥氏体-贝氏体耐磨钢应用研究

完成者：栾道成、魏成富等

课题来源：本项目源于四川省青年基金研究项目（科研编号：922137）

获奖及专利情况：1997年获四川省科技进步三等奖及成都市科技进步二等奖

项目简介：

本项目源于四川省青年基金研究项目，于1995年鉴定，于1997年获四川省科技进步三等奖。广泛应用于冶金、矿山、建材、水泥、化工行业；用于生产各种耐磨件，球磨机衬板、磨球、锤头等系列抗磨件；主要代替高锰钢、高铬铸铁、低铬铸铁、低合金耐磨钢；衬板、锤头使用效果是高锰钢材质的1-3倍。本成果从1995年开始应用，已在国内推广应用十多家企业，使用效果非常好。

完成单位及时间：

西华大学材料科学与工程学院 1995年技术鉴定通过

铁路线路修复专用高性能贝氏体焊条

完成者：栾道成等

课题来源：本项目源于四川省特种材料及制备技术重点实验室开放基金

项目简介：

本项目源于四川省特种材料及制备技术重点实验室开放基金；本项目克服目前铁路线路钢轨及辙叉修复焊条需预热而研制的高性能新型贝氏体焊条；其特点是直接冷态焊接而满足工艺及性能要求，工艺简单、效率高、性能高，焊层组织主要为贝氏体组织。本焊条主要代替铁路线路修复用KD286焊条。

完成单位及时间：

西华大学材料科学与工程学院 2003年

金属纳米粉体材料制备及应用研究

完成者：栾道成、周廷栋等

课题来源：本项目源于四川省特种材料及制备技术重点实验室开放基金

项目简介

本项目源于四川省特种材料及制备技术重点实验室开放基金；本项目主要制备纳米金属镍、铜、铁、铝、铬、银等及其纳米块状材料。利用本项目制备的纳米材料，可广泛应用于化工做催化剂、纳米复合材料、纳米材料传感器、抗菌材料及其复合材料、纳米复合催化剂、纳米及纳米复合涂料。

完成单位及时间：

材料科学与工程学院 2004年

铝基特种滑动轴承合金及在液压工业中应用

完成者：张崇才 魏成富 栾道成 向朝进 刘召杰

课题来源：四川省教育厅重点项目

获奖情况：获2003年度四川省科技进步奖三等奖，四川省人民政府授奖

成果项目简介：

在我国的各种自卸汽车、液压机械、锻压机械、工程机械、粮油机械、矿山机械、石油机械、化工机械、塑料机械及各种机床等设备中，一直广泛采用整体式滑动轴承，大量使用ZQSn6-6-3、ZCuSn5Pb5Zn5等锡青铜制造。锡青铜的显著缺点是密度大（8.8g/cm左右）；熔炼温度高（1200℃～1250℃），能量消耗大；价格高。在液压齿轮油泵等设备中的锡青铜轴套，毛坯经机械加工后还必须经镀铅处理才能装配使用，镀铅工序对环境造成了污染。

本项目研制以铝为基，添加Ni、Cu、Ti……等合金元素进行合金化的铝基特种滑动轴承合金(代号：TZS88)，性能如表1所示，从表1看到，其强度、硬度和塑性达到ZQSn6-6-3、ZCuSn5Pb5Zn5等锡青铜的水平，摩擦系数比上述锡青铜低，并且具有优良的综合滑动轴承性能。用铝基特种滑动轴承合金取代ZQSn6-6-3、ZCuSn5Pb5Zn5等锡青铜浇铸滑动轴承毛坯，经机械加工后就能直接装配使用。由此而产生的优点是：1.由于铝的重量轻，铝基特种滑动轴承合金的密度仅为2.9g/cm，大约是锡青铜的1/3，用铝基特种滑动轴承合金取代ZQSn6-6-3、ZCuSn5Pb5Zn5等锡青铜制造滑动轴承，使材料成本的下降幅度达到2/3以上，使企业能取得十分显著的经济效益；2.用铝基特种滑动轴承合金制造整体式滑动轴承，不需要镀铅处理，避免了环境污染；3.铝基特种滑动轴承合金的熔炼温度低于800℃，比锡青铜1200℃～1250℃的熔炼温度降低400℃以上，节省能源。

本项目研制的铝基特种滑动轴承合金经四川省汽车产品试验站检测，抗拉强度达到σb183~206MPa，延伸率为δ5 4.6～6.2%，布氏硬度达到73～76HBS，摩擦系数（有润滑）μ 0.004～0.005。用铝基特种滑动轴承合金取代ZQSn6-6-3锡青铜制造轴套，装配齿轮油泵，由四川省液压件及装置质量监督检测站进行冲击试验考核，试验条件：试验压力P=10MPa，试验转速n=1500r/min，试验油温80℃～90℃。试验结果表明，用铝基特种滑动轴承材质的轴套装配齿轮油泵，成功地经受住了连续40万次冲击试验考核。

本项目研制的铝基特种滑动轴承合金的强度、硬度和延伸率达到工业上广泛应用的ZQSn6-6-3、ZCuSn5Pb5Zn5等锡青铜的水平，摩擦系数低于锡青铜，适合用于取代上述锡青铜制造整体式滑动轴承应用于各类机械设备。为了拓展铝基特种滑动轴承合金的应用领域，课题组开展了在空压机和公称压力为63吨的开式压力机上的应用研究，在有关工厂的支持下，TZS88轴瓦、轴套在上述二种机型上的装机试验考核，已取得成功的结果。

本项目研制的铝基特种滑动轴承合金的化学成分不同于国内外的同类合金，是一种新型合金。课题组应用强化理论、减摩机理和合金化原理，使铝基特种滑动轴承合金的强度、硬度和塑性达到了ZQSn6-6-3和ZCuSn5Pb5Zn5的水平，其摩擦系数比上述锡青铜更低，耐磨性更好。所研制的铝基特种滑动轴承合金具有优良的综合滑动轴承性能，该合金各项性能优于国内外的同类铝基滑动轴承合金。本项目已通过四川省科研成果鉴定，结论是该研究成果达到了国际先进水平。

应用领域及投资分析：

本项目研制的铝基特种滑动轴承合金,可广泛用于自卸汽车、液压机械、锻压机械、工程机械、粮油机械、矿山机械、石油机械、化工机械、塑料机械及各种机床等设备中。

本项目研制的铝基特种滑动轴承合金的密度为2.9g/cm，仅是锡青铜密度8.8g/cm的1/3，前者一吨的体积与锡青铜三吨的体积相当。在滑动轴承尺寸相同的条件下，前者一吨所能制造的滑动轴承数与三吨锡青铜相同。工业纯铝的市场价格比工业纯铜低8000元/吨左右。因此，用本项目研制的铝基特种滑动轴承合金，取代ZQSn6-6-3、ZCuSn5Pb5Zn5制造整体式滑动轴承，其材料成本低于原成本的1/3。

本项目研制的铝基特种滑动轴承合金，取代ZQSn6-6-3、ZCuSn5Pb5Zn5等锡青铜制造滑动轴承，工艺简便，已在工业生产中使用，体现了技术上的新颖性、先进性和成熟性。铝基特种滑动轴承合金的密度仅是ZQSn6-6-3、ZCuSn5Pb5Zn5等锡青铜的1/3，一吨前者的体积与三吨后者的体积相当；用前者取代后者制造滑动轴承，大大降低了熔炼浇注温度，节省了能源，改善了工人劳动条件。因此，用前者取代后者制造整体式滑动轴承，机械加工后直接装配使用，生产成本大大降低，经济效益和社会效益十分显著。

生产铝基特种滑动轴承合金的设备并不复杂，现有铝合金熔炼设备均可，例如电阻坩埚炉。

完成单位及时间：

西华大学材料科学与工程学院 2003年4月