课题基金 / 基金详情

新型高强高阻尼镁合金大环件的形性一体化制备基础研究

批准号:
U20A20234
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
260.0 万元
负责人:
王敬丰
依托单位:
学科分类:
金属结构材料与力学行为
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王敬丰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
高强高阻尼镁合金大环件制备是关乎国家安全和强国战略亟需的关键技术,对实现我国新一代航天器和军工装备的减重增程、大机动、高过载、精准控制极为重要,具有巨大技术经济价值和战略意义。本项目围绕我国航天XXX端框环件减重减振的紧迫需求,针对镁合金环件制备存在的材料难题(强度-塑性、强度-阻尼不兼得)和成形难题(传统“以大铸锭制造大构件”的环件成形工艺与镁合金难成形特性不匹配),提出“LPSO强化增塑增阻、固溶强化增塑增阻”形性一体化合金设计新思想和“多场耦合离心铸造-多维非对称环轧”短流程成形新工艺,研究LPSO相、固溶原子与强度、阻尼和成形性的内在联系,澄清多场耦合非平衡凝固控制机制,揭示多维非对称塑性变形对织构、孪晶、再结晶的影响规律,建立高强高阻尼镁合金形性一体化合金设计准则,形成大型环件离心铸造-多维非对称环轧短流程成形技术原型,推动我国航空航天等领域重大装备的轻量化与升级换代。
英文摘要
Preparation of high-strength and high-damping magnesium alloy rings with large scale is a key technology, which is urgently needed for national security and powerful country strategy. It is extremely important to realize the reducing weight and increasing range, great mobility, high overload capacity and precise control of a new generation of spacecraft and military equipment of our country. There is a great technical economic value and strategic significance. According to weight and vibration reduction requirements of border end frame ring on aerospace XXX of China, this project aims at the material bottleneck problem (It is not easy to obtain a good balance of strength, ductility and damping capacity.) and processing bottleneck problem (The traditional forming process of making large component rings with large ingot does not match with the difficult forming characteristics of magnesium alloy.) in the preparation of magnesium alloy ring with large scale. Here, we propose a novel design idea of "LPSO strengthening, increasing ductility and damping capacity. Solid solution strengthening, increasing ductility and damping capacity." and a new short process of "Multi-field coupled centrifugal casting - Multi-dimensional asymmetric ring rolling". Research on the internal relationship between LPSO phase and solid solution atoms as well as strength, damping and formability. Clarify the nucleation and growth mechanism of grains in the process of multi-field coupling non-equilibrium solidification. Reveal the influence law of stress-strain field of multi-dimensional asymmetric processing on the texture, twinning and recrystallization behavior. Establish a shape and performance integrated design criterion of high-strength and high-damping magnesium alloy. Form the prototype of centrifugal casting - multidimensional asymmetric ring rolling process of large rings. And promote the lightweight and upgrading of major equipment in China's aerospace and other fields.
高强高阻尼镁合金大环件制备是关乎国家安全和强国战略亟需的关键技术,对实现我国新一代航天器和军工装备的减重增程、大机动、高过载、精准控制极为重要,具有巨大技术经济价值和战略意义。本项目围绕我国航空航天装备减重减振的紧迫需求,针对镁合金环件制备存在的材料难题(强度-塑性、强度-阻尼不兼得)和成形难题(传统“以大铸锭制造大构件”的环件成形工艺与镁合金难成形特性不匹配),提出“LPSO强化增塑增阻、固溶强化增塑增阻”形性一体化合金设计新思想和“多场耦合离心铸造-多维非对称环轧”短流程成形新工艺。项目采用第一性原理计算完成了高强高阻尼镁合金强度与阻尼特征因子的提取与计算,研究了镁合金LPSO相、固溶原子等对强度、阻尼和成形性的影响,阐述了基于“固溶强化增塑增阻”和“LPSO相强化增阻”的高强阻尼镁合金设计原理,开发出Mg-Gd-Y-Zn系高强高阻尼镁合金。基于多场耦合离心铸造的数值模拟,研究了多场耦合的非平衡凝固形核和长大机制,发展了镁合金离心铸造非平衡凝固控制新技术;探索了多维非对称应力应变场对织构、孪晶、再结晶行为的影响,形成了高强高阻尼镁合金环件“多场耦合离心铸造-多维非对称环轧”短流程成形技术原型。通过本项目研究,成功制备出高强高阻尼镁合金大规格环件,直径3035mm,抗拉强度407MPa,延伸率8.0%,比阻尼系数SDC达30.8%。本项目相关理论及技术成果为镁合金大型环件在航空航天、国防军工领域的应用奠定了技术和理论基础,对我国关键领域重大装备轻量化升级换代具有重大意义。
高强韧镁合金大规格变截面型材的新型非对称反挤压成形机理与组织性能调控
  • 批准号:
    51874062
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王敬丰
  • 依托单位:
基于畸变能调控LPSO相的界面迁移行为及其对镁合金强度和塑性的影响机制研究
  • 批准号:
    51571044
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    王敬丰
  • 依托单位:
高择优取向的单一LPSO相镁合金的制备、微观组织调控及其内耗影响机制的研究
  • 批准号:
    51271206
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    王敬丰
  • 依托单位:
多元增强镁合金强度与阻尼性能优化及微观机制研究
  • 批准号:
    10876045
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    王敬丰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金