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行本案例 · 共育良材 | 1毫米焊缝里,一位“四真”学子的成“材”之旅

行本案例 · 共育良材 | 1毫米焊缝里,一位“四真”学子的成“材”之旅 长三角先进材料研究院
2026-10-21
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如果你问一个大二学生:“实习是什么?”

答案可能是:一个学分、一段经历、一份简历上的点缀。但集萃行本实验班的学生会告诉你:是第一次以“准工程师”或“准研究者”的身份走进真实岗位,是为真实项目负责,是从“为考而学”转向“为用而学”……

2026年5月至8月,长三角国创中心与苏州大学联合培养的首届行本实验班学生顺利完成第二期顶岗实习。所有岗位遵循 “真岗位、真项目、真锻炼、真成长”的“四真”标准,在真实产业与科研环境中,同学们直面工程实际问题,完成了一场从课本到产线、从迷茫到笃定、从“被安排”到“主动创造”的深刻蜕变。本期推送,我们走近优秀学子于晨光,聆听他在长三角先进材料研究院的实习故事与成长感悟。

Part 01

真岗位:

从“课堂学生”到“科研助理”

Part 02

真项目:

一次科研课题全流程闭环

第二次实习我选择了返岗长三角先进材料研究院,继续担任先进焊接所科研助理。在前一次实习所学的知识和实验技能基础上,企业导师谢老师为我布置了《焊接参数对TC4钛合金连续旋转摩擦焊的组织与性能影响》课题,我完整参与了从前期调研、样品制备、微观表征、力学测试到数据分析的全流程科研工作。

实习初期,我主要阅读相关文献,对TC4钛合金摩擦焊建立基本认识,同时摸索TC4钛合金的制样方法,以便后续实验表征能够更快速、更高效地开展。随后,我开展了TC4旋转摩擦焊接头的组织与性能表征工作:首先沿焊接接头的轴向与径向进行金相观察,并完成硬度测试,对接头的基本情况形成初步认识。在参加钨灯丝扫描电镜和场发射扫描电镜培训后,我进一步开展了拉伸实验,并拍摄断口,还沿径向与轴向进行EBSD拍摄,以获取晶粒取向等信息。


项目档案1:TC4钛合金旋转摩擦焊接头组织与性能表征

在完成制样摸索与设备培训后,我沿接头轴向与径向开展了系统表征。金相观察发现,焊缝中心为α'针状马氏体组织,热力影响区呈流线状组织,晶粒明显被拉长;硬度测试显示中心高、边缘低,呈明显的径向梯度;拉伸试验中,径向抗拉强度从中心到边缘逐渐下降,且延伸率数据离散度大,断裂位置会出现在热力影响区;而EBSD则进一步揭示了晶粒尺寸、KAM值和织构沿径向与轴向的差异。这些结果从多个角度表征了旋转摩擦焊接头具有显著的组织与性能不均匀性。

项目档案2:焊后热处理方案设计与对比实验

这种不均匀性会导致接头存在薄弱区域,接头失效往往发生在这些位置。为改善整体性能,我查阅文献并与导师讨论后,制定并采用650℃和750℃各保温1.5小时、空冷的热处理方案。650℃为TC4工业常用的去应力退火温度,750℃为再结晶退火温度。通过对比两者对组织与性能的影响,探究减小不均匀性的可行途径。目前已完成一套表征实验,正在分析数据,后续将整理成实验报告。

*热处理炉

Part 03

真锻炼:

“在腐蚀态与抛光态之间找位置”

关卡1:腐蚀后能看见位置但不能测,抛光后能测但看不见位置,怎么办?

实习期间遇到的一个技术难题是窄焊缝EBSD测试的精准定位问题。

旋转摩擦焊有焊缝较窄的特点,最窄处约1mm。而焊缝从中心到母材依次分布着焊核区、热力影响区和热影响区,各微区宽度仅约200-300μm。EBSD测试要求样品表面为无腐蚀的镜面状态,但腐蚀态下才能辨认各微区位置。当样品被抛光至EBSD标准后,腐蚀衬度消失,在EBSD拍摄的电压电流参数下,各微区在扫描电镜下均难以辨认。这意味着:腐蚀后能看见位置但不能测;抛光后能测但看不见位置。因此在拍摄EBSD时常常会花费时间去找寻拍摄区域,这在降低实验效率同时,增加了实验成本。

面对这一难题,我查阅了相关资料,发现现有方法各有局限:用硬度压痕做标记,压痕周围的塑性变形区会干扰EBSD数据质量;用FIB沉积Pt标记,设备昂贵、操作复杂,难以在常规实验室推广。

关卡2:现有标记方法各有局限,路走不通怎么办?

经过反复思考,我意识到问题的核心不在于“标记怎么做”,而在于如何在腐蚀态与抛光态之间建立可靠的坐标映射关系。样品的外轮廓是基本不变的,可以作为天然的参考基准。基于这个思路,我提出了一套“机械粗定位+图像叠加配准+人工微调”的三级定位方案:先通过直角限位块和单向推杆实现样品的重复复位,再以样品外轮廓为基准将腐蚀态图像与抛光态图像叠加配准,计算出平移量和旋转角,将腐蚀态上标记的目标位置精确映射到抛光态样品上,最后通过微型压痕标记实现EBSD精准定位。目前该方案已形成发明专利初稿,后面将推进专利的申请。

Part 04

真成长:

实践倒逼学习,知识服务实验

在实习之前,我已经习惯了校园课堂的学习模式:系统学完全部课程内容,再通过考试完成知识检验。实习初期,我也带着这样的思维开展课题,总想把所有相关材料理论全部吃透再着手摩擦焊课题,想完全掌握 Origin、PS 等软件全部功能后再处理绘图,也希望彻底弄懂电镜全套原理之后,再上机开展实验操作。

*于晨光处理拉伸实验中

企业导师提醒我,不必等待把所有知识都钻研透彻再动手,可以先快速建立基础概念,直接投入实践,遇到实际问题再回过头针对性深入学习。听从建议后我调整了学习方式:做拉伸试验对抗拉强度、屈服强度概念模糊时,我查阅对应国标与《材料力学性能》相关书籍;拉伸曲线出现起始段波动,需要处理试验数据时,我针对性学习 Origin 曲线拟合功能;需要利用 EBSD 数据绘制再结晶图时,再钻研 Channel-5 软件的数据处理方法。

这种 “为用而学” 的模式,让我对知识点的理解更加深刻,课题也得以稳步向前推进。这次经历让我真切感受到,课堂上的系统性学习和科研实践中的问题导向学习截然不同,实践倒逼知识学习,知识反过来服务实验,形成学与做的正向循环,也改变了我以往等待万事俱备才动手的固有思维。

Part 05

导师回声

“

长三角先进材料研究院先进焊接技术与工程应用研究所副所长谢老师认为:

于晨光同学在本单位此次实习已经是第二期,相比于第一期有巨大的进步,表现在多个方面:首先是通过一项拟定的科研课题能够自我驱动自我学习,逐步完成多项实验过程,并且能够对数据开展分析:其次是能够发现实验过程中的问题,并且借助文献资料和各种学习手段尝试解决。另外,这一实习期产出了丰富的实验数据,能够把数据规范化,相关结果具备一定的学术价值,表现出很强的学习能力与严谨的科研态度,作为本科生已经初步具备研究生的水准。但是,从实验室数据到可发表期刊再到工程应用还有很多困难需要克服。需要继续完善多项更细致的工作,才能真正形成系统性科研思维和工程能力。

于晨光同学具有远大理想,对自己高标准严要求,有志在学术和工程技术领域有所建树。作为实习导师尤其是在科学研究和工程应用层面有责任帮助学生进行更长。远的未来规划,引导学生往更高的台阶迈进。希望在后续学习和实践过程中,踏实走好眼前的每一步。

整体表现优秀,希望下一实习期继续合作,本研究所及导师会继续助力该生成为对国家和社会有贡献的优秀之才。

扩展阅读

“行本教育”是长三角国家技术创新中心和集萃教育基金会在产学研深度融合与创新人才培养实践基础上提出并倡导的产业基础人才培养理念。“行本教育”理念源于《墨子·修身》中的论述:“士虽有学,而行为本焉”。其核心在于,不仅要学知识,更要通过实际行动践行道德、验证所学。强调以行动导引认知、以实践塑造品格、以真实问题解决提升能力。

目前,行本教育主要包括三类人才培养方式:1、产学研联合培养研究生,将企业技术需求转化为高校研究生课题,以专业研究所和企业研发中心为平台,由研究所研究人员和企业高级工程师参与指导,培养研究生解决产业实际问题的能力。2、学行交替本科生培养,协同高校实行三学期制,每学期4个月,学生校内学习与企业实习交替进行,企业根据实际需要提供岗位,学生以企业员工身份参与实践。3、项目制教学,以真实项目为核心组织教学,打破传统学科边界,把知识学习融入实际问题解决过程,培养学生的团队协作、沟通表达和问题解决能力。

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长三角先进材料研究院
长三角先进材料研究院于2019年在苏州揭牌成立,由江苏省、中国科学院、中国宝武钢铁集团和中国钢研科技集团共同发起建立,以材料前沿引领技术和产业关键共性技术研发为核心任务,力争打造创新资源集聚、组织运行开放、治理结构多元的材料领域创新高地。
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长三角先进材料研究院 长三角先进材料研究院于2019年在苏州揭牌成立,由江苏省、中国科学院、中国宝武钢铁集团和中国钢研科技集团共同发起建立,以材料前沿引领技术和产业关键共性技术研发为核心任务,力争打造创新资源集聚、组织运行开放、治理结构多元的材料领域创新高地。
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