原位加载过程中B2相增韧非晶复合材料的力学和结构实时响应机制研究

批准号:
51861016
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
40.0 万元
负责人:
冯中学
依托单位:
学科分类:
E0106.金属低维与亚稳材料
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
高鹏、隋育栋、maryam batool、李敏、张帆、邓攀、王蝶、秦雪梅
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中文摘要
B2相(CsCl结构)增韧的非晶复合材料由于具有优异的综合力学性能而得到越来越多的关注。但其增韧机制主要还停留在宏观剪切带的认识上,缺乏B2相与非晶基体的协同变形机制研究,而微观原子级别的认识还远远不够,更缺乏在原位加载过程中B2相增韧非晶复合材料的力学和结构实时响应机制的深入理解。本项目将采用快速凝固制备Zr-Co-Al合金,结合Al含量的调整和快速凝固工艺的控制来调控合金的组织结构和力学性能,以获得高性能的B2相增韧非晶复合材料,并利用同步辐射高能X射线和高分辨透射电镜原位观察复合材料在加载过程中材料的力学和结构响应机制。结合显微组织结构、材料缺陷演变规律和断口形貌分析,探索合金在原位加载过程中形变诱导马氏体相变及相变诱导塑性机理。通过本项目的实施,一方面为Zr-Co-Al合金的设计与应用提供可靠的理论和实验依据;另一方面为进一步理解B2相增韧非晶复合材料增韧机制具有重要的科学意义。
英文摘要
The amorphous composites toughened by B2 phase (CsCl structure) have received more and more attention due to their excellent comprehensive mechanical properties. However, the toughening mechanism mainly remains in the understanding of the macroscopic shear band, lacking the research on the cooperative deformation mechanism between the B2 phase and the amorphous matrix. The in-depth understanding of the microscopic atomic level and, what’s more, the mechanical and real-time structural response mechanism of the amorphous matrix composites toughened by B2 phase during in-situ loading are far from enough. In this project, Zr-Co-Al alloys will be prepared by rapid solidification. The microstructure and mechanical properties of the alloy will be optimized by controlling the Al content and the rapid solidification process to obtain high-performance amorphous matrix composites toughened by B2 phase. The mechanical and structural response mechanisms of the composites during loading will be observed using in-situ synchrotron radiation high-energy X-rays and high-resolution transmission electron microscopy. Combining the microstructure structure, the evolution of material defects and fracture morphology analysis, the deformation-induced martensitic transformation together with following transformation-induced plasticity during the in-situ loading of the composites will be explored. Through the implementation of this project, on the one hand, it provides a reliable theoretical and experimental basis for the design and application of Zr-Co-Al alloys; on the other hand, it has important scientific significance for further understanding the toughening mechanism of the amorphous matrix composites toughened by B2 phase.
B2相(CsCl结构)增韧的非晶复合材料由于具有优异的综合力学性能而得到越来越多的关注。但其增韧机制主要还停留在宏观剪切带的认识上,缺乏B2相结构转变与增韧机制。因此,深入了解在变形过程中B2相增韧非晶复合材料的力学和结构的演变规律有助于开发新型高性能Zr-Co非晶复合材料。本项目采用快速凝固制备Zr-Co-Al合金,结合Al含量和Zr/Co原子比调控合金的组织结构和力学性能,制备出高性能B2相增韧非晶复合材料,并利用高分辨透射电镜和X射线衍射对压缩变形后B2相马氏体相变以及B33纳米孪晶进行了观察分析。研究内容包括:(1)Al元素与Zr/Co原子比对Zr-Co-Al合金结构与力学性能的影响;(2)合金在加载过程中形变诱导马氏体相变、相变诱导塑性的行为及相关机理;(3)非晶与B2相在变形过程中力学与结构协调响应机制。
期刊论文列表
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DOI:--
发表时间:2022
期刊:稀有金属材料与工程
影响因子:--
作者:冯中学;赵珊;史庆南;易健宏;谭军
通讯作者:谭军
Non-isothermal crystallization kinetics of a Fe-Cr-Mo-B-C amorphous powder
Fe-Cr-Mo-B-C非晶粉末的非等温结晶动力学
DOI:10.1016/j.jallcom.2020.153783
发表时间:2020-05-15
期刊:JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
影响因子:6.2
作者:Dong, Q.;Song, P.;Eckert, J.
通讯作者:Eckert, J.
Natural aging of Ni60Nb40 metallic glass thin film: Evolution of microstructure and mechanical properties
Ni60Nb40 金属玻璃薄膜的自然时效:微观结构和机械性能的演变
DOI:10.1016/j.vacuum.2021.110441
发表时间:2021-10
期刊:Vacuum
影响因子:4
作者:M. Li;Dehong lu;Jun Tan;Lin Chen
通讯作者:Lin Chen
Correlation between internal states and creep resistance in metallic glass thin films
金属玻璃薄膜的内部状态与抗蠕变性之间的相关性
DOI:10.1063/5.0039754
发表时间:2021-02
期刊:JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
影响因子:3.2
作者:Li M.;Tan J.;Qin X. M.;Lu D. H.;Feng Z. X.;Li C. J.;Ketov S. V.;Calin M.;Eckert J.
通讯作者:Eckert J.
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