一、项目介绍

1、项目概述

《高性能金属增材制造材料与工艺的应用基础研究》为2020年广东省基础与应用基础研究重大项目，立项财政资助经费4200万元。东莞理工学院牵头承担该项目课题三《超常凝固及固态相变行为与显微组织形成机理研究》，课题负责人为我校3D打印与智能制造研究中心首席科学家张丽娟教授，课题财政资助经费1176万元。该项目的实施将为我国增材制造的基础研究开辟从“0-1”具有极高科学价值的原创性科学研究新方法和新途径，引领大科学装置在增材制造领域成为应用研究高地，也将为学校利用大科学装置在增材制造领域产生一批前沿性的高水平交叉科学研究成果及可产业化的技术成果，有利于推动学校相关学科的快速发展和建设，提升学校相关学科在国内外的学术影响力，提升青年教师的学术水平和定位具有重要意义。

2、课题研究目标及内容

（1）研究目标

基于同步辐射和中子散射大科学装置，结合常规材料微观组织表征分析手段，研究高强钢、铝合金、镍基合金和模具钢等高性能金属增材制造过程中熔池的温度场分布和演化规律；认识移动熔池在非平衡快速定向凝固条件下晶体形核机理与生长动力学、晶体择优生长机理等凝固行为，揭示逐层沉积成形过程中三维构件晶粒形态演化规律；揭示逐层沉积周期剧烈热循环和热应力耦合下的循环固态相变热力学与动力学特性和行为，阐明三维构件显微组织形成机制；建立晶粒尺寸及晶粒形态控制理论和方法，掌握显微组织控制理论，获得增材制造金属构件晶粒形态和显微组织的主动调控技术，为增材制造金属构件综合力学性能调控提供支撑。

（2）研究内容

任务1 移动熔池约束条件下凝固组织形成演化规律及控制技术研究

（1）针对不同金属材料体系，设计建造移动式在线激光/电弧金属增材制造试验平台，获得在同步辐射和中子大科学装置开展原位增材制造实验的研究条件。

（2）采用同步辐射X射线原位成像技术实时观察典型工艺参数条件下熔池凝固过程中液/固界面温度梯度、过冷度的变化规律；基于成分过冷理论研究凝固条件变化对不同合金晶粒生长行为的影响。快速凝固过程中热质传输行为、非均匀形核的热力学条件，分析热积累效应对凝固界面推进过程中温度场分布及凝固速率的影响规律。

（3）采用同步辐射X射线原位衍射技术实时分析熔池凝固过程中固/液界面形态选择及其演化机制；了解从熔池底部外延生长出的高温初生相晶体结构及择优取向及分布，探索晶粒取向控制方法；研究典型析出热力学、动力学机制及其演化机理，为后续研究其热循环过程中固态相变奠定基础。

任务2 非稳态温度场及应力场耦合作用下固态相变行为和显微组织形成机理研究

（1）针对合金钢等具有切变型马氏体相变的金属材料体系，研究不同工艺参数下合金温度场及应力场变化规律，以及非稳态热循环中合金非稳态析出相析出热力学、动力学机制，采用金相显微镜、SEM、电子背散射（EBSD）等技术，分析固态相变前后显微组织特征及演变机制，研究固态相变形核和生长行为。

（2）采用中子和同步辐射原位衍射技术实时分析激光/电弧增材制造热影响区内部物相构成及含量，研究非稳态热循环下固态相变热力学及动力学特性。

（3）采用同步辐射及中子衍射物相分析和应力测量技术，研究高温度梯度和高应力梯度耦合作用下短时循环固态相变行为和马氏体变体选择效应。揭示复杂热循环热条件下应力诱导固态相变特点及其对合金组织的影响规律。为后续组织性能控制及工艺窗口优化奠定理论基础。

任务3 稳态温度场中固态相变组织演化规律与性能控制研究

（1）针对镍基高温合金、铝合金等具有扩散型固态相变的金属材料体系，设计建造高低温样品环境，获得在同步辐射及中子大科学装置开展模拟热处理及服役条件的实验条件。

（2）采用中子和同步辐射X射线小角散射技术，研究合金在去应力退火及高温服役过程中第二相析出过程，分析合金中析出相的形状、大小和分布等形态，研究合金元素扩散过程对同素异构相变晶体学结构及组织形态的影响，时效过程中金属中微观缺陷湮灭、运动过程以及应力松弛过程的微观机理。

（3）研究显微组织在热等静压等后处理过程中的演化规律，分析高温高压条件下合金中第二相的析出和长大行为；结合材料在固溶处理和去应力退火等热处理过程中的组织变化，明确后处理对材料显微组织的影响机理。

（4）结合原/离位力学测试手段，定量表征固态相变产物对材料力学性能的影响；通过SEM、FIB-DIC表征局部组织，进行微米尺度的原位力学测试，研究小尺寸增材制造材料单层、层与层之间局部力学行为。同时采用动态热模拟技术研究材料的室温及高温塑性变形行为，研究晶粒形态与材料宏观力学性质的相关性，在此基础上进一步完善晶粒和组织控制技术。

二、校内研究人员选聘要求

为圆满完成我校承担的《超常凝固及固态相变行为与显微组织形成机理研究》任务，培养和建设专兼职相结合的高水平多学科交叉融合的研究团队，经学校领导同意，拟向校内公开选聘项目研究人员4-6名，应聘人员需具备以下经历或者基础：

（1）具有金属材料相关专业博士学位；

（2）熟悉金属材料凝固理论及相变理论；

（3）熟悉先进材料表征手段的使用和结果分析，如高分辨电子显微技术，原子力显微镜技术，同步辐射技术，中子衍射技术、原子探针技术以及常规金属材料表征手段；

（4）熟悉或者了解与增材制造技术相关的非平衡凝固理论。

对课题相应研究内容有相关经验的申请人优先。

三、选聘流程

（一）申请人填写《个人简历表》（附件），并将个人简历表及相关支撑材料发至指定邮箱，邮件主题命名为“***(姓名)应聘《高性能金属增材制造材料与工艺的应用基础研究》项目科研人员”。

（二）项目负责人对申请人的思想品德、科研能力、学术水平及科研成果进行全面考察，将审核通过人选材料报科技创新研究院及科技处备案。

四、参与待遇

（一）根据入选者现有职称，科创院聘任为项目研究员或副研究员，优先使用现有科创院科研平台研究设施；

（二）根据承担研究任务的需要，可申请使用该项目研究经费开展项目相关的科研活动；

（三）根据研究工作需要，优先向学校申请博士后、硕士等指标，科创院为其配备必需的科研助理；

（四）根据承担和完成的工作任务，参与学校划拨的该研究项目的科研工作绩效收入分配；

（五）根据对项目的贡献，列入项目结题验收主要完成人员名单。

五、联系方式

招聘邮箱：272731339@qq.com

联系电话：13790612340（陈老师）

报名截止日期：2021年4月15日

东莞理工学院科技创新研究院、科学技术处

2021年3月1日

课题负责人介绍：张丽娟，教授，女，现任东莞理工学院3D打印与智能制造研究中心首席科学家、国家增材制造创新中心副总工程师兼任金属材料研究所所长、国家级人才计划入选者。英国牛津大学博士，剑桥大学博士后；曾先后在哈尔滨工业大学、英国剑桥大学、英国焊接研究所（TWI）等国内外著名大学和研究所工作。旅英学习和工作20多年，长期从事材料开发、特种合金材料的制备以及有色金属及合金的增材制造工艺以及焊接冶金学研究。先后主持过欧盟FP07、英国EPSRC、国家863以及省部级科研项目和知名企业资助项目30余项。发表文章及撰写项目报告60余篇，授权及申报专利40余项。负责国家增材制造创新中心金属增材设备开发、增材工艺研究、新型增材专用材料研究以及创新设计在增材制造中的应用等项目管理工作，以及国家工信部强基工程建设项目、军委军民融合项目等重大项目多项，科研总经费近2亿元。

附件1：《个人简历表》