《具有梯度組織特徵的超輕雙相Mg-Li合金變形協調行為研究》是依託重慶大學，由楊艷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：具有梯度組織特徵的超輕雙相Mg-Li合金變形協調行為研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊艷
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鎂鋰合金是目前最輕的金屬結構材料，在航空航天以及兵器工業等領域備受關注。雙相Mg-Li合金具有較好的綜合力學性能，是目前的研究熱點。雙相Mg-Li合金中，由於兩相強度與塑性差異，易導致塑性變形不協調，但是目前關於雙相Mg-Li合金變形機制研究較少，與其有關的多個關鍵科學問題尚需系統研究。本申請以離心鑄造製備的具有梯度組織特徵的雙相Mg-Li合金為研究對象，綜合利用多種先進的微觀結構分析手段、準原位拉伸試驗方法和數值模擬技術，系統研究具有梯度組織特徵的雙相Mg-Li合金變形過程中的組織遺傳行為、變形協調行為和梯度組織對合金的力學性能的影響規律，揭示其組織遺傳機制，探明其變形協調機制，揭示梯度組織對合金巨觀力學性能的影響規律。通過本項目研究，可豐富和發展超輕雙相Mg-Li系合金的協調變形理論，為合金的組織調控、塑性變形和性能最佳化提供重要的理論指導。
結題摘要
Mg-Li 系合金是目前最輕的金屬結構材料，具有超高的比強度和良好的成形性能，被譽為未來最“綠色環保”的革命性材料，加強Mg-Li系列合金的研發對我國航空航天、軍用裝備以及汽車等領域的輕量化具有重要意義。雙相Mg-Li合金具有較好的綜合力學性能，是目前的研究熱點。然而現有雙相Mg-Li合金變形過程中雙相基體的組織演變規律不清楚，雙相組織的調控機制不明確，嚴重製約了該系合金的研發與套用。本項目以雙相Mg-Li合金為研究對象，系統研究了該系合金在不同變形工藝中的組織演變行為，探討了α-Mg與β-Li雙相基體在不同的變形工藝中的組織演變規律，構建了雙相基體組織調控工藝模型。項目研究中，一方面通過最佳化離心鑄造工藝，製備出具有梯度組織特徵的雙相Mg-Li合金，採用冷軋工藝、沿微觀組織的梯度方向對合金試樣進行軋制變形，結果表明：兩相結構匹配對合金的巨觀力學性能具有重要影響，在離心鑄態雙相Mg-Li合金中，合金的梯度組織特徵導致合金的力學性能呈現梯度分布，合金的強度隨α-Mg相的增加而增加，合金的塑性隨β-Li相的增加而增加。冷軋變形後，合金的組織仍然呈現一定的梯度特徵，合金組織存在一定的組織遺傳行為，但微觀組織的均勻性得到顯著改善，合金的力學性能亦更加均勻。另一方面通過設計並採用傳統製備方法製備了新型雙相Mg-Li-Al-Sr、Mg-Li-Al-Sn、Mg-Li-Al-Ca和Mg-Li-Mn系合金，採用熱擠壓工藝對合金進行擠壓變形，系統探討了雙相Mg-Li系合金在熱擠壓過程中的組織演變規律，構建了合金的化學成分、變形工藝與微觀組織和力學性能之間的關聯模型，獲得了雙相Mg-Li合金組織與性能調控準則。通過對合金成分和變形工藝的精準調控，實現了雙相Mg-Li系合金中雙相基體的高質量調控，成功研發出抗拉強度達到320MPa的高性能雙相Mg-Li合金。通過本項目的研究，豐富和發展了雙相Mg-Li合金變形理論體系，開發了兩種抗拉強度超過300MPa的超輕高性能雙相Mg-Li合金，為該系合金組織與性能調控以及後續的工程化套用提供重要技術支撐。
