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高塑性镁-铝-锡系镁合金塑性变形机制及形变亚结构演化行为
结题报告
批准号:
51271086
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
王慧远
依托单位:
学科分类:
E0104.金属结构材料与力学行为
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘家安、刘国军、陈磊、罗丹、王珵、南小龙、薛恩松、李进彪、张花元
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中文摘要
基于Al、Sn共掺降低Mg层错能,选取Mg-Al-Sn系合金为研究对象,从多元合金化出发,通过第一性原理计算研究合金元素掺杂下塑性微观参量变化规律,从电子结构角度揭示掺杂元素对塑性的作用机理,构建镁合金塑性预测微观物理模型;研究主合金元素(Al、Sn)和微量元素(Mn、Zn、Sb、RE等)与铸造组织和轧制后再结晶组织演变、塑性变形行为(屈服、硬化和软化)和机制(滑移和孪生)以及形变亚结构演化之间的作用关系。揭示沉淀相(Mg2Sn等)的析出位置及其与基体的界面关系和演变规律;揭示室温塑性变形过程中位错滑移方式和孪生模式及其交互作用以及位错和孪晶诱导亚晶界的形成和演化机制;揭示合金元素、晶粒尺寸和织构取向等对塑性变形行为及形变亚结构演变的影响规律;实施力学性能评价和硬化能力分析,优化铸造和轧制(铸轧)镁合金成分和制备参数(热处理、轧制等),发展自主知识产权新型高塑性Mg-Al-Sn系镁合金。
英文摘要
The Mg-Al-Sn system alloy is selected as the object originating from the decreased impact of Al and Sn dopings on the stacking fault energy of Mg. Concerning multi-element alloying based on this system, the key theoretical issues are to be investigated, including changing rules of plasticity microparameters with alloying elements doped, and functioning mechanism of doping elments on plasticity from atomic scale and electronic structure, which are both conducted by first principle calculations; also to be explored are the functioning impact of major alloying elements (Al, Sn) and microelements (Mn, Zn, Sb, RE etc.) on evolution behaviors of casting microstructure and recrystallization microstructure, plastic deformation behavior (yielding, hardening and softening), mechanisms of plastic deformation (slipping and twinning), together with evolution of deformation-induced submicrostructure. The present research is aimed i) to display precipitation sites and evolution mechanisms for precipitation phases (Mg2Sn etc.), as well as the interfaces between precipitation phases and matrix; to elucidate the slipping manner, twinning pattern and interaction between slip and twinning, together with formation and evolution mechanisms of subgrain boundry induced by slipping and twinning in the course of plastic deformation under room temperature; to reveal the influence of alloying elements, grain sizes and texture orientations on plastic deformation and evolution of deformation-induced submicrostructure; to achieve the estimation for mechanical properties and analysis of work harndeing ability, and actualize an optimization in composition design and preparation paramters (heat treatment, rolling etc.) for casting and roll-casting (rolling) magnesium alloys, thereby developing new Mg-Al-Sn alloys with independent intellectual property rights.
本项目基于Al、Sn共掺杂降低镁合金的层错能,选取Mg-Al-Sn系合金为研究对象,从多元合金化出发,通过第一性原理计算研究了合金元素掺杂下层错能等微观参量的变化规律,揭示出掺杂元素对塑性的作用机制,建立了镁合金塑性预测层错能模型;研究了主合金元素和微量元素与铸造组织和轧制后再结晶组织演变规律、塑性变形行为和变形机制(滑移和孪生)以及亚结构之间的关系。揭示了室温塑性变形过程中位错滑移方式和孪生模式及其形成和演化机制;给出了力学性能评价和加工硬化能力分析,优化了铸造和轧制镁合金成分和制备参数,提出了高变形能力细晶结构镁合金控制轧制技术,为发展自主知识产权的新型高性能镁-铝-锡系镁合金提供了借鉴。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.matlet.2013.10.092
发表时间:2014-02
期刊:Materials Letters
影响因子:3
作者:D. Luo;Huiyuan Wang;Zi-Teng Ou-Yang;Lei Chen;Jin–guo Wang;Q. Jiang
通讯作者:D. Luo;Huiyuan Wang;Zi-Teng Ou-Yang;Lei Chen;Jin–guo Wang;Q. Jiang
DOI:10.1016/j.msea.2013.04.026
发表时间:2013-08
期刊:Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
影响因子:6.4
作者:Lei Zhang;C. Liu;Huiyuan Wang;X. Nan;Wei Xiao;Q. Jiang
通讯作者:Lei Zhang;C. Liu;Huiyuan Wang;X. Nan;Wei Xiao;Q. Jiang
Effects of distributions of Al, Zn and Al plus Zn atoms on the strengthening potency of Mg alloys: A first-principles calculations
Al、Zn 和 Al 加 Zn 原子的分布对镁合金强化能力的影响:第一性原理计算
DOI:--
发表时间:2015
期刊:Computational Materials Science
影响因子:3.3
作者:Huang, Tian-Long;Wang, Hui-Yuan;Xue, Xue-Na;Jiang, Qi-Chuan
通讯作者:Jiang, Qi-Chuan
DOI:10.1016/j.scriptamat.2012.10.019
发表时间:2013-03
期刊:Scripta Materialia
影响因子:6
作者:Huiyuan Wang;En-Song Xue;X. Nan;Tao Yue;Yan-Peng Wang;Q. Jiang
通讯作者:Huiyuan Wang;En-Song Xue;X. Nan;Tao Yue;Yan-Peng Wang;Q. Jiang
DOI:10.1039/c2ce26649k
发表时间:2013-01-01
期刊:CRYSTENGCOMM
影响因子:3.1
作者:Chen, Lei;Wang, Hui-Yuan;Jiang, Qi-Chuan
通讯作者:Jiang, Qi-Chuan
车用新型低合金超塑性镁合金设计与组织调控机制
  • 批准号:
    U19A2084
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    247.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    王慧远
  • 依托单位:
微量元素变质熔体中初生Mg2Si的强迫形核与生长形貌演化及调控机制
  • 批准号:
    51474111
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王慧远
  • 依托单位:
熔体内金属间化合物的燃烧合成与非平衡凝固
  • 批准号:
    50671044
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    王慧远
  • 依托单位:
变质高硅镁合金非平衡凝固过程中Mg2Si生长形态的选择规律
  • 批准号:
    50501010
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    王慧远
  • 依托单位:
国内基金
海外基金