大变形高固溶Mg含量Al-Mg合金的纳、微米混晶组织形成及强塑性同时提高机制

基本信息
批准号:51501069
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:查敏
学科分类:
依托单位:吉林大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李彦军,李传鹏,于照鹏,吴敏,张行,薛学娜,冯婷婷
关键词:
高强高韧纳米晶大塑性变形铝合金组织演变
结项摘要

To meet the great demands for low density, high-specific strength Al-Mg alloys in fields of aerospace, automobile and energy sessions, etc., the present project focuses on the key challenge that high-specific strength Al-Mg alloys processed by severe plastic deformation (SPD) usually have a low ductility, aiming to overcome the key difficulty in “achieving a simultaneous high strength and high ductility” for SPD Al-Mg alloys. The innovation of this project lies in the fact that by utilizing a combination of a moderate ECAP deformation strain and inter-pass annealing to improve the deformation ability of high solid solution Al-Mg alloys, promoting heterogeneous plastic deformation, forming nano-grains meanwhile achieving a multimodal grain structure, i.e., the coexistence of nano -, ultrafine- and micron grains. Considering that nano and submicron grains can lead to an increase in strength by grain boundary strengthening while the micron grains lead to enhanced work hardening and improved uniform ductility, an optimized nano/micron multimodal grain structure will be achieved by manipulating solute Mg content, ECAP and inter-pass annealing parameters. Moreover, adding trace alloying elements to form second-phase particles in binary Al-Mg alloys favors higher thermal stability of the nano/micron multimodal grain structure. The theoretical innovation of this project includes exploring the formation mechanism for the multimodal grain structure in the high solid solution Al-Mg alloys; clarifying the effect of nano/micron multimodal grain structure and high Mg solute content on mechanisms of the simultaneous increase in strength and ductility; exploring the effect of second phase particles on the recovery/recrystallization competition behavior; accordingly providing necessary theoretical basis for developments of new high strength (>550 MPa) and high ductility (>10 %) high solid solution (5-10 wt.%) Al-Mg alloys.

本项目面向空天、汽车和能源等领域对低密度高比强铝-镁合金的迫切需求,针对大变形铝-镁合金塑性差的关键科学问题开展研究,拟解决“强塑性同时提高”瓶颈难题。创新思路在于巧妙利用室温等通道角挤压(ECAP)结合中间退火提高高固溶Mg含量铝-镁合金室温变形能力,促进非均匀变形,获得多元尺度分布的纳、微米混晶组织。基于纳米晶细晶强化和微米晶促进加工硬化提高均匀延伸率的新机制,通过调控Mg含量和制备过程,优化纳、微米混晶组织,实现强塑性同时提高。通过添加微量元素(Sc、Zr等)形成第二相阻碍位错运动、抑制晶界迁移,提高纳、微混杂晶粒热稳定性。在理论上的创新:揭示高固溶Mg含量铝-镁合金中纳、微米混晶组织形成机制;阐明混晶组织特征和高固溶Mg含量对强塑性同时提高的作用机制;揭示第二相对纳、微米混晶组织回复/再结晶竞争行为的影响规律,为发展新型高强(>550MPa)高塑(>10%)铝-镁合金提供理论依据。

项目摘要

本项目面向空天、汽车和能源等领域对低密度高比强铝-镁合金的迫切需求,针对大变形铝-镁合金塑性差的关键科学问题开展研究,解决了“强塑性同时提高”瓶颈难题。创新思路在于巧妙利用热-力耦合变形加工,包括等通道转角挤压(ECAP)及大压下量衬板控扎技术(HPR),提高了高固溶Mg含量铝-镁合金的室温变形能力,促进了微观非均匀变形,实现了多元尺度分布的纳、微米混晶组织可控制备。基于纳米晶细晶强化和微米晶促进加工硬化提高均匀延伸率的新机制,通过调控Mg含量和变形加工参数,优化了纳、微米混晶组织特性,实现了强塑性同时提高。通过添加微量元素(Sc与Zr等)形成第二相阻碍位错运动、抑制晶界迁移,提高了混晶结构铝-镁合金的热稳定性。在理论上的创新:揭示出高固溶Mg含量铝-镁合金混晶结构组织形成机制及混晶铝-镁合金高温超塑性变形机制;阐明了混晶组织特征和高固溶Mg含量对强塑性同时提高的作用机制;揭示了混晶结构对组织热稳定的影响及第二相对混晶组织回复/再结晶竞争行为的作用规律,为发展新型高强(>550 MPa)高塑(>10%)高固溶(5-10 wt.%)铝-镁合金提供了理论依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
3

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

DOI:10.3969/j.issn.1674-0858.2020.04.30
发表时间:2020
4

结直肠癌肝转移患者预后影响

结直肠癌肝转移患者预后影响

DOI:10.3969 /j.issn.1002-266X.2016.23.023
发表时间:2016
5

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

DOI:
发表时间:2017

相似国自然基金

1

大压下量衬板控轧镁-铝-锌合金多尺度混晶组织形成及强塑性同时提高机制

批准号:51671093
批准年份:2016
负责人:查敏
学科分类:E0104
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

基于液-固协同调控的新型高固溶多元镁-铝系合金组织控制及强塑性同时提高机制

批准号:51871108
批准年份:2018
负责人:查敏
学科分类:E0104
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
3

Al-Mg合金循环连续扩展挤压-拉拔大塑性变形微观组织结构演变及强韧化机制研究

批准号:51774124
批准年份:2017
负责人:滕杰
学科分类:E0414
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

连续流变挤压高Mg含量Al-Mg合金摩擦冷却下等轴晶与纳米相形成机理

批准号:51871184
批准年份:2018
负责人:管仁国
学科分类:E0102
资助金额:60.00
项目类别:面上项目