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稀土镁合金多级梯度结构的调控与强韧化机理

批准号:
52061028
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
刘勇
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:
刘勇

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
高性能稀土镁合金的强度和塑性不匹配问题严重限制了其应用潜力。本项目巧妙利用稀土元素在镁合金界面偏聚和析出的特点,构筑晶粒梯度、孪晶梯度和第二相梯度共存的多级梯度结构,充分发挥多级梯度结构单元之间的协调变形能力,实现稀土镁合金强度和塑性的优化匹配。首先,研究表面机械研磨处理和热处理对稀土镁合金多级梯度结构的影响规律,揭示稀土镁合金多级梯度结构的形成机制;其次,研究稀土镁合金多级梯度结构的塑性变形行为,重点关注多级梯度结构单元协调变形的组织演变规律,揭示稀土镁合金多级梯度结构的协调变形机制;最后,研究稀土镁合金多级梯度结构界面的力学行为和断裂机制,揭示稀土镁合金多级梯度结构的强韧化机制。本研究将为高性能稀土镁合金结构调控与强韧化提供一种新思路,进一步完善稀土镁合金的制备加工理论,有力拓展稀土镁合金的应用范围
英文摘要
The mismatch of strength and plasticity of Mg-Re alloy severely limits its application potential. This research uses the characteristics of segregation and precipitation of rare earth elements at the interface of Mg alloys to construct a hierarchical gradient structure in which the grain gradient, twin gradient and second-phase gradient coexist, and give full play to the coordinated deformation ability of the hierarchical gradient structural units to achieve optimal matching of strength and plasticity of Mg-Re alloys. First, study the influence of surface mechanical grinding treatment and heat treatment on the hierarchical gradient structure in Mg-Re alloy, and reveal the formation mechanism of hierarchical gradient structure of Mg-Re alloy; second, study the plastic deformation behavior of hierarchical gradient structure of Mg-Re alloy, focusing on the evolutionary structure of the coordinated deformation of the hierarchical gradient structure unit reveals the coordinated deformation mechanism of the hierarchical gradient structure of Mg-Re alloy Strong and tough mechanism. This research will provide a new idea for the structural control and strengthening and toughening of high-performance Mg-Re alloys, further improve the preparation and processing theory of Mg-Re alloys, and effectively expand the scope of application of rare earth magnesium alloys.
在现代材料科学领域,稀土镁合金因具备低密度、高比强度等优势,在航空航天、汽车制造等行业备受关注。然而,其强度与塑性难以协同提升的问题,极大地限制了应用拓展。因此,本项目聚焦稀土镁合金强度与塑性难以兼顾的难题,开展多级梯度结构的调控与强韧化机理研究。通过超声表面滚压和再结晶退火(USRP+RU)工艺,制备出多级梯度结构稀土镁合金。.研究内容涵盖了多级梯度结构的形成及演变规律、力学行为和强韧化机制。在形成规律上,超声滚压使合金表层形成孪晶梯度结构,再结晶退火后转变为孪晶、细晶、第二相多级复合梯度结构,构建了合金从均质结构向多级梯度结构的演变示意图,并揭示了其生长动力学。对于力学行为,研究了退火温度和时间对梯度结构镁合金力学性能的影响,建立了梯度结构单元与力学性能关联模型。在强韧化机制上,分析了力学断裂行为,明确了不同梯度结构强化机制的贡献。.确定了250℃是孪晶梯度结构转变成多级梯度结构并获得最优力学性能的临界退火温度,USRPed-AZ80 合金的最佳退火温度 - 时间组合为 250℃ - 10min;构建了退火温度、时间、等效应变与激活能 Q 值之间关系模型;计算出不同退火时间下晶界强化、析出强化等各强化机制的贡献值。.项目研究成果从理论上论证了再结晶晶粒尺寸梯度的形成原因,建立的关联模型揭示了梯度结构影响合金性能的内在机制。在实际应用中,该合金在航空航天领域可提升发动机效率与可靠性,在汽车工业中能实现车身轻量化并增强安全性能,为相关行业发展提供了高性能材料选择,同时也为新型梯度结构材料的设计与开发奠定了理论基础。
金属-MnOx-酸协同催化裸藻多糖一锅制备仲丁醇的机理研究
  • 批准号:
    52466017
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32.00万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    刘勇
  • 依托单位:
碳纳米管包覆氧化镁增强镁基复合材料界面调控及强韧化机制
  • 批准号:
    51671101
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    刘勇
  • 依托单位:
深冷镁合金纳米准晶相析出动力学及强化机制
  • 批准号:
    51464034
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    46.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    刘勇
  • 依托单位:
非晶增强铜基复合材料的设计、制备及成形机制
  • 批准号:
    51001058
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    刘勇
  • 依托单位:
国内基金
海外基金