镁合金阶梯变速等温锻造成形的组织演化规律与调控机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51505504
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Stepped-speed isothermal forging is an effective way to produce complex magnesium components with high efficiency by superplastic deformation. During this process, microstructure prediction and control is the important measure to refine grain, through which superplastic deformation can be achieved. However, various microstructure evolution mechanism is exists for huge range of speed during stepped-speed forging. Moreover, its behavior becomes more complex for stepped-speed, which changes microstructure evolution rule and mechanism of magnesium alloy. So, research work, such as microstructure evolution rule and control methodology, is in urgent need to be studied..The project is to reveal microstructure evolution rule and mechanism during stepped-speed forging. Compression tests with constant-speed and stepped-speed will be carried out for this goal. And, microstructure evolution models are going to be established by combining influences of deformation conditions, storage energy and initial microstructure. On the other hand, based on microstructure status and its deformation condition of superplastic compression, finite element analysis models for stepped-speed forging will be developed. And, for verification and improving of these models, stepped-speed isothermal forging tests are going to be carried out on isothermal die forging press. Then, influences of temperature and stepped-speed on deformation state and microstructure will be studied. Consequently, microstructure control mechanism can be revealed. Through this way, grain will be refined and superplastic forging is gonging to be achieved. So, magnesium components can be precisely produced during one-step forming. The research findings of this project can provide a theoretical guidance to manufacture complex magnesium components through superplastic compression with high efficiency.
阶梯变速等温锻造是实现复杂镁合金构件高效超塑性成形的有效途径。在阶梯变速锻造过程中,组织预测与调控是使锻件晶粒细化实现超塑性压缩的重要手段。然而,阶梯变速锻造极宽的速度范围导致多种组织演化机制并存,且受阶梯变速的强激励作用组织演化机制与规律变得极为复杂。因此,阶梯变速锻造的组织演化规律与调控机理是亟待解决的难题。.本项目拟通过恒速率与阶梯变速压缩实验,揭示阶梯变速压缩组织演化机制与规律,建立考虑阶梯变速条件、变形存储能与初始组织状态的组织演化模型;探明压缩超塑性的变形与组织条件,在此基础上,建立阶梯变速锻造有限元分析模型,并通过阶梯变速等温锻造工艺实验进行验证与改进;研究温度与阶梯变速路径对组织状态的影响规律与作用机理,探明阶梯变速锻造的组织调控机理,通过变形过程的晶粒细化实现构件一次超塑性成形。本项目的研究成果可为复杂镁合金构件高效超塑性成形提供理论指导。

结项摘要

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料,在航天航空等领域有很好的应用前景。然而由于镁合金滑移系少、导热系数及摩擦系数大等特性,其塑性变形能力较差。目前镁合金高性能锻件大多采用等温模锻成形制造,但仍存在锻件晶粒组织粗大与生产效率低等问题。对此,本项目提出了阶梯变形等温锻造的新思路,选取典型AZ80变形镁合金,研究了铸态AZ80-Ag(国内牌号AQ80)、锻态AZ80镁合金恒速率与变速率压缩流变特性及组织演变规律,发现在中温(523~573K)和中等速率(0.01~0.001/s)变形条件下,材料呈现出晶界滑移的典型超塑性变形特征,其组织状态为细小均匀的双相组织α-Mg+β-Mg17Al12,尺寸均约为1μm。中温中等速率超塑性变形有利于抑制成形过程晶粒组织长大,实现大塑性流变成形,具有较好的工程应用前景,成形制造航天航空、武器装备等领域高性能复杂镁合金锻件。细小组织是超塑性成形的关键因素。在上述工作基础上,本项目进一步研究确定了细化晶粒和扩大超塑性成形工艺窗口的一些措施,包括固溶、时效预处理和阶梯变速锻造,结果表明通过固溶预处理可充分溶解粗大析出相,降低变形抗力,改变孪生机制,改善变形均匀程度;采用过时效预处理可加强PSN效应有效细化晶粒组织;提高初始变形速率(第一阶段)可增大再结晶形核率同时提高生产效率。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
锻态AZ80镁合金的高温压缩流变行为
  • DOI:
    10.13251/j.issn.0254-6051.2018.02.009
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    金属热处理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴天苗;黄始全;易幼平
  • 通讯作者:
    易幼平
Bulging limit of AZ31B magnesium alloy tubes in hydroforming with internal and external pressure
AZ31B镁合金管材内外压内高压成形胀形极限
  • DOI:
    10.1007/s00170-018-3076-5
  • 发表时间:
    2019-04-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Mao, Xianchang;Yi, Youping;He, Hailin
  • 通讯作者:
    He, Hailin
Simulation and experimental research on isothermal forging with semi-closed die and multi-stage-change speed of large AZ80 magnesium alloy support beam
大型AZ80镁合金支撑梁半闭模多级变速等温锻造仿真与试验研究
  • DOI:
    10.1016/j.jmatprotec.2017.03.015
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    He, Hailin;Huang, Shiquan;Guo, Wanfu
  • 通讯作者:
    Guo, Wanfu

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其他文献

2195铝锂合金超低温流变行为及成形特性研究
  • DOI:
    10.11896/cldb.20090263
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄珂;易幼平;黄始全;董非;王晨光
  • 通讯作者:
    王晨光
深冷变形对2219铝合金环件晶粒组织及性能的影响
  • DOI:
    10.11896/cldb.19080055
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄建武;易幼平;黄始全;郭万富
  • 通讯作者:
    郭万富
预拉伸变形对2219铝合金环形件组织与力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方杰;易幼平;黄始全;何海林;郭万富
  • 通讯作者:
    郭万富
电场固溶处理对2219铝合金第二相及力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    热加工工艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    栾亚猛;易幼平;黄始全
  • 通讯作者:
    黄始全

其他文献

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光学微晶铝超低温变形位错演变机理与组织调控方法研究
  • 批准号:
    52375398
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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