郝 海[大連理工大學教授]

郝海大連理工大學材料科學與工程學院,博士/教授/博士生導師。於1990年、1996年、2000年在大連理工大學材料加工工程專業分別獲得學士、碩士和博士學位。2000年至2001年在韓國國立全北大學(CBNU)做博士後研究員,主要從事連續鑄造/電磁鑄造鋁合金鑄錠的組織結構和力學性能的對比研究。2001年至2002年在韓國浦項產業科學技術研究院(RIST)做博士後研究員,主要從事電磁場下有色金屬連鑄和懸浮熔煉研究。2002年至2004年底在加拿大不列顛哥侖比亞大學(UBC)做博士後研究員,主要從事鎂合金連鑄成型過程溫度/應力數值模擬、缺陷預測及工藝最佳化研究。2004底回國到大連理工大學任教,歷任副教授、博士生導師、教授。分別入選遼寧省“百千萬人才工程”(千人層次)及2008年度教育部新世紀優秀人才支持計畫(NCET-08-0080)。

社會兼職

美國材料冶金學會(TMS- The Minerals, Metals & Materials Society)會員;

中國材料研究學會會員;

中國鑄造學會會員。

研究領域

主要從事輕合金凝固控制和強韌化、超輕合金材料的製備、金屬固態相變工藝最佳化和材料加工過程數值模擬等研究工作,負責在研國家高技術研究發展計畫(863)項目“鎂合金複合外場及合金化細晶強韌化技術研究”(2009AA03Z525);負責在研教育部科學技術研究重點項目“電磁/超聲場作用下鎂鋰合金鑄坯成型基礎研究”(107031);負責在研遼寧省自然科學基金項目“超輕鎂合金設計與成型工藝最佳化”(20082172);負責在研大連市科學技術基金項目“變形鎂合金複合細化及連鑄成型技術研究”(2009J21DW003)。作為主要成員參加國家973項目分項課題“微納米合金化鋁合金電磁成型技術及性能評價”、國家自然科學基金“超細晶鎂合金電磁-懸浮連續成型技術基礎研究”、教育部重點項目“變形鎂合金電磁-懸浮連續成型技術基礎研究”。積極開展與國內外的科研合作,承擔教育部聘請外籍教師重點資助項目“超輕鎂合金連鑄成型基礎研究”;與日本大型軟體研發企業QUALICA公司建立材料科學軟體聯合研發中心。與大連重工起重、東北特鋼、北京航空材料研究院等單位建立了合作關係,並負責在研課題3項、已完成課題8項。作為團隊核心成員參加“十一五”裝備預研項目“高強韌鎂合金套用研究”(51312010503)等研究工作。已發表文章68篇,其中SCI檢索21篇、EI檢索23篇、EI PAGE ONE 檢索7篇、ISTP 檢索6篇,參編著作1部。

著作論文

近期發表的部分論文:

國外期刊

1. H. Hao, D.M. Maijer, M.A. Wells, A. Phillion and S.L. Cockcroft, Modeling the Stress-Strain Behavior and Hot Tearing During Direct Chill Casting of an AZ31 Magnesium Billet,Metallurgical and Materials Transactions. A , 2010, Vol.47, p2067-2077. SCI/EI,SCI Impact factor: 1.564.

2. H.Hao, D. Maijer and R. Rogge, Investigation of residual strains by neutron diffraction in an AZ31 direct chill cast billet, NDT&E International, 2009, Vol.42, p704-712. SCI/ EI, SCI Impact factor:1.323

3. H. Hao, X.G. Zhang, S. Yao and J.Z. Jin, Improvement of casting speed and billet quality of direct chill cast aluminum wrought alloy with combination of slit mold and electromagnetic coil, Materials Transactions, 2007, Vol.18, No.8, p2194-2201. SCI/ EI, SCI Impact factor:1.189.

4. H. Hao, X.G. Zhang, J.P. Park, H.Y. Kim, S. Yao, and J.Z. Jin, Effects of High Frequency Electromagnetic Field on Improving Macro/micro Structure and Reducing Segregation for Aluminum Alloy Billets, Materials Science Forum, 2006, Vols.519-521, p1759-1764. SCI/ISTP/EI,SCI Impact factor: 0.399.

5. H. Hao, D.M. Maijer, M.A. Wells, S.L. Cockcroft, D.Sediako and S. Hibbins, Development and validation of a thermal model of the direct chill casting of AZ31 magnesium billets, Metallurgical and Materials Transactions. A, Vol.35A, 2004, P3843-3854. SCI/EI,SCI Impact factor: 1.285.

6. S.W. Kim and H. Hao, “Microstructure and fatigue characteristics of direct chill cast and electromagnetic cast 2024 Al alloy”, Metallurgical and Materials Transactions. A, Vol.34A, No.7, 2003, P1537-1543. SCI/EI,SCI Impact factor: 1.285

7. H. Hao, X.G. Zhang, J.P. Park, H.Y. Kim, and J.Z. Jin, “Twin-strand technology and microstructure analysis for the electromagnetic near net-shape casting of aluminum alloy”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 142, No.2, 2003, P526-531. SCI/ EI,SCI Impact factor: 1.143.

8. H. Hao, J.P. Park, H.Y. Kim, J.Z. Jin, “Numerical simulation of solidification process in the electromagnetic casting of aluminum and testing against a pilot-scale caster”, International Journal of Cast Metals Research, vol.15, No.4, 2002, P363-366. SCI

9. H. Hao, J.P. Park, H.Y. Kim, I.S. Cho, J.Z. Jin, “Solidification characteristics of continuously cast aluminum alloy by imposing the higher frequency electromagnetic field”, International Journal of Cast Metals Research, Vol.15, No.4, 2002, P371-375. SCI.

10. H. Hao, J.Z. Jin, X.G. Zhang, “Joule heating in electromagnetic casting”, Science and Technology of Advanced Materials, Vol.2, No.1, 2001, P93-96. EI PAGE ONE.

國內期刊

11. S.Y. Shi(研究生), H. Hao(通訊作者), X.G. Zhang, C.F. Fang, S. Yao and J.Z. Jin, A 3-D mathematical model of thermal field evolution in the direct chill casting of superlight magnesium alloy slabs,Rare Metal Materials and Engineering, 2009, Vol.38, No.2, p203-208. SCI/EI, SCI Impact factor: 0.286

12. L.J. Ma(研究生), H. Hao(通訊作者), H.W. Dong, X.G. Zhang, J.Z. Jin, Effects of electromagnetic field on structure and heat treatment behavior of Mg-Li-Al alloys, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2008, Vol.18, S1, p96-100. SCI, SCI Impact factor:0.322

13. 史淑艷(研究生),郝海(通訊作者),馬蕾娟,張興國,金俊澤, 工藝參數對超輕LA141合金板坯直冷連鑄溫度場的影響,機械工程材料,2008,Vol.32, No.12, p91-94.

14. C.F. Fang, X.G. Zhang, H. Hao. S.H. Ji and J.Z. Jin, Effects of high magnetic field on solidification and corrosion behaviors of magnesium alloys, Journal of Materials Science & Technology, 2007, Vol.23, No.6, P806-810. SCI/EI 0.869.

15. J.Z. Wang(研究生), C.F. Fang, H. Hao and S.H. Wang et al., Effects of trace Zr on the microstructure and properties of 2E12 alloy, Rare Metals, 2009, Vol.28, No.6, P511-515. SCI, SCI Impact factor: 0.347

科研成果

近年在國外及回國工作以來,主要圍繞超輕合金材料製備、外場控制金屬凝固、成型過程模擬、材料組織性能表征、金屬固態相變工藝最佳化等方面開展研究,主要的研究成果總結如下:

【鎂合金凝固控制和細晶強韌化技術研究】

近年研究了電磁場作用對鎂合金凝固組織及性能的影響,同時對比研究了普通連鑄、電磁連鑄及強磁場作用下細化劑對鋁及鎂合金的細化效果,結果表明在磁場與細化劑的共同作用下的晶粒細化效果優於二者單獨作用下的效果。針對超聲場作用下AZ31鎂合金的凝固組織變化研究表明,而超聲條件下得到的AZ31顯微組織中第二相變細變薄,晶粒變圓整和均勻,可見超聲場的空化作用和聲流效應能夠改善鎂合金的顯微組織。該方向研究工作已得到國家高技術研究發展計畫(863)項目“鎂合金複合外場及合金化細晶強韌化技術研究”(2009AA03Z525)資助。

【超輕合金與多孔泡沫金屬製備基礎研究】

開展超輕型鎂合金的基礎研究,並提出將超輕合金設計與外場作用成型工藝相結合製備優質超輕材料的研究思路,充分利用超輕鎂鋰系合金的極低的密度(1.35g/cm3甚至更低)、優良的變形加工性能、阻尼減振及抗高能粒子穿透等優點,同時通過合金化與外場作用等手段細化晶粒、去除雜質、減少偏析,提高超輕鎂合金的力學性能、改善耐熱耐蝕性能,以滿足航空、航天、汽車製造等工業對材料輕量化、高強韌的需求。該方向部分研究工作已得到教育部科學技術研究重點項目“電磁/超聲場作用下鎂鋰合金鑄坯成型基礎研究”(107031)、遼寧省自然科學基金項目“超輕鎂合金計算智慧型設計與成型工藝最佳化”(20082172)和大連理工大學交叉學科建設專項基金“基於神經網路和粒子群算法的超輕鎂合金材料設計建模與最佳化方法研究”資助。近期開展了泡沫金屬熔體發泡數值計算及相關工藝實驗,旨在製備兼具結構和功能材料特點的多孔金屬材料。

【輕合金高效連鑄技術及多場耦合模擬研究】

作為生產變形輕合金毛坯以及壓鑄重熔錠的主要手段,直冷連續鑄造技術已在鋁合金的生產中得到廣泛套用,但用於生產鎂合金尚不普及。掌握鎂合金連鑄生產技術的少數幾個廠家也存在拉坯速度較慢、鑄錠有熱裂傾向、表面質量欠佳等問題。針對鎂合金直冷連鑄錠進行了數值模擬與實驗研究,建立了可計算缺陷較易產生的連鑄初始態的熱場/應力場模型,並採用工業實測數據進行了對比修正,其結果可用來對連鑄工藝方案進行最佳化。該工作的創新點在於採用實驗及數值計算手段確定固態及半固態下鎂及鋁合金的應力應變行為並建立能合併到數學模型中的本構方程;建立連鑄錠二冷區沸騰曲線,精確化連鑄數學模型的邊界條件;建立熱裂判據並運用到模型中以預測裂紋傾向;最佳化連鑄工藝參數, 提高鑄造速度並降低裂紋傾向。

【外場作用下輕合金成型及材料的組織性能演變機理研究】

電磁連鑄技術同時利用水冷模和電磁場來共同約束液態金屬成型, 電磁力的存在減輕了鑄造過程中液體金屬與結晶器壁的摩擦, 從而降低了鑄坯表層金屬的二次重熔傾向, 因此可減少摩擦痕及偏析瘤等表面缺陷的產生, 同時電磁力對液體金屬有攪拌作用, 從而使鑄錠組織均勻、晶粒細化。對鋁合金、銅合金、鋼的電磁鑄造研究結果表明,電磁連續鑄造方法對於改善合金鑄材的質量非常有效,電磁場下成型的鑄坯其組織結構及力學性能都大大優於普通連鑄坯。通過同時採用水冷模和電磁場, 有效提高寬結晶範圍輕合金的連鑄速度, 並改善鑄錠的表面質量和微觀組織, 也減輕鑄錠中的偏析程度。該研究首次將直噴式有縫水冷模和電磁場結合起來運用到輕合金直冷連鑄中,研究設計的旨在提高鑄速的電磁連鑄結晶器及分體式的冷卻水系統,不僅可用於鋁合金,也可推廣用於鎂合金連鑄。

所獲獎勵

2009年度遼寧省自然科學學術成果一等獎;

2008年度大連市自然科學優秀學術論文二等獎;

2007年度遼寧省機械工程學會優秀論文二等獎;

2007年度大連市機械工程學會優秀論文獎;

2000年度中國機械工程學會鑄造專業優秀論文銀獎。

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