课题基金 / 基金详情

塑性加工方式与晶粒细化机理研究

批准号:
52074160
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王经涛
依托单位:
学科分类:
材料冶金加工
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王经涛

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
正应变和切应变分别主导的加工过程在实践中表现出晶粒细化能力的显著差异。已有的晶粒细化模型分别从微观位错机制和宏观塑性特征两个层面进行描述,没能将两个层面有机关联起来;剪切变形在经典塑性理论中,被人为地从非同轴过程“转变”成同轴过程,在微观上产生实际中不存在的“附加”晶粒转动,妨碍正确认识组织演变机理。.本申请拟建立非同轴剪切变形过程塑性理论模型,排除经典塑性理论中将非同轴问题“转变”成同轴问题带来的上述困扰,对等地认识正应变和切应变的塑性力学本质;将两种变形方式不同的本质特征与材料的微观变形和组织演变关联起来,探索两种变形方式的组织细化过程和细化能力,阐明正应变、切应变作用下各自的组织细化动力学过程和机理,建立具有正应变、切应变特征的组织细化模型。为揭示塑性变形驱动的材料组织细化物理本质和规律、设计和开发具有强组织细化能力的新加工方法、推动超细晶纳米晶材料的研究和应用提供模型和实验数据。
英文摘要
The modes of plastic working, dominated by normal strain and shear strain respectively, shows significant difference in grain refinement capability in practice. The existing grain refinement models describe the micro dislocation mechanism and the macro plastic deformation features respectively, and fail to associate the macro deformation modes with the micro dislocation mechanism; the shear deformation is artificially “transformed” from non-coaxial process to coaxial process in the classical plastic theory, which causes obstacles probing the role of the macro deformation modes on the microstructure evolution mechanism. .This proposal intends to build a plastic model based on the non-coaxial characteristics of shear deformation, overcome the potential obstacles brought by the classical theory of "transforming" the non-coaxial problem into the coaxial problem, and equally understand the plastic mechanical nature of normal strain and shear strain; associate the different characteristics of the two deformation modes with the micro deformation and microstructure evolution of materials, and explore structure refinement process and the capability of the two deformation modes respectively, elucidate the dynamic process and mechanism of microstructure refinement under the action of normal strain and shear strain respectively, and establish the model of microstructure refinement with the characteristics of normal strain and shear strain. .These works will be helpful to the understanding of the physical nature and laws of microstructure refinement driven by plastic deformation, designing and development of new processing methods with high capability of microstructure refinement, and promoting the research and application of ultrafine grained and nanocrystalline materials.
由正应变主导与切应变主导的加工过程,在晶粒细化能力方面呈现出显著差异。经典塑性理论将非对称简单切变人为地 “转变” 为同轴过程,这给微观组织演变机理的研究带来了诸多困扰。为深入剖析上述差异的内在机理,同时排除经典理论带来的困扰,本项目从塑性变形的物理内涵出发,深入探究正应变与切应变的本质特征。.本项目选取铝、镍、纯铅、锡、钽、铌等纯金属作为代表性研究对象,分别对以轧制为典型的正应变主导塑性加工过程,以及以周向高压切变等为代表的简单切变主导塑性加工过程展开研究,旨在明晰材料组织的演变规律以及晶粒细化的内在机理。.通过研究,本项目取得了一系列重要成果:阐明了非对称简单切变产生的本征原因;提出了在切变空间构建非关联塑性流动中塑性势函数的新方法;解析证明了任意非同轴应变张量可以由任意8个独立的剪切应变完成、t-HPS和HPT两种变形过程中应变平面性特征的不同直接导致二者作用下的织构演变和晶粒细化走上了不同的道路;发现了切应变主导加工过程中耦合晶体学织构变化的阶梯式晶粒细化、切变过程中单一组分强织构的产生等新现象。在理论模型构建方面,成功建立了切应变主导加工叠加正应变主导加工的组合过程中组织细化及细化极限新模型。.在实际应用层面,本项目实现了纳米层片金属的块体制备;突破了相图的限制,成功实现了成分和相比例不受相图约束的超细双相合金的应变冶金合成;还实现了高纯金属在再结晶温度以上的晶粒超细化和应变强化。同时,揭示了织构关联的晶界结构变化机制对晶粒细化规律和细化效果起着关键作用。.本项目的研究成果,不仅深化了对塑性变形驱动材料组织细化物理本质的理解,极大地拓展了实现金属组织超细化的极限和温度范围,为设计和开发具备更强组织细化能力的新技术开辟了新途径。
镁合金中孪生的晶粒尺寸效应及屈服机制转变研究
  • 批准号:
    51171080
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王经涛
  • 依托单位:
镁合金孪生的晶粒尺寸效应研究
  • 批准号:
    51041003
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    王经涛
  • 依托单位:
镁合金塑性加工材的拉压屈服不对称性研究
  • 批准号:
    50774049
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    王经涛
  • 依托单位:
纳米/微米晶复合韧化制备高强度大延伸块体纳米材料
  • 批准号:
    50474028
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    王经涛
  • 依托单位:
国内基金
海外基金