《典型Al-Zn-Mg(Cu)合金中析出強化相的原位加熱透射電鏡研究》是依託湖南大學，由楊修波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：典型Al-Zn-Mg(Cu)合金中析出強化相的原位加熱透射電鏡研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊修波
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高強度Al-Zn-Mg(Cu)合金作為結構材料廣泛用於航空航天和交通領域，析出相強化是其高強度的主要原因。隨著表征技術的發展，逐漸發現起強化作用的主要析出相及其演變過程仍未得到透徹理解，混合的析出相之間此消彼長的競爭機制尚未得到充分認識。最新一代以微晶片為核心的原位加熱透射電鏡顯微術的出現為進一步研究上述科學問題提供了機遇。本項目擬利用原位加熱透射電鏡，結合球差校正電鏡、出射波函式重構技術、定量高分辨像模擬、三維電子斷層攝影（3DET）、第一性原理能量計算，對Al-Zn-Mg(Cu)合金定點區域進行實時跟蹤觀察研究，探明和理解合金在不同熱處理制度下析出相結構演變、溶解過程和物理冶金機理。在此基礎上，進一步定點研究位錯和晶界等缺陷處析出相的析出規律特徵。相關研究結果可以為設計合金的成分-加工-熱處理提供指導，對製備高性能的結構材料具有重要意義。
結題摘要
高強度Al-Zn-Mg(Cu)合金作為結構材料廣泛用於航空航天和交通領域，析出相強化是其高強度的主要原因，研究合金的析出相對於理清合金的強化機理、提高韌性和抗腐蝕性能非常重要，本項目研究完全符合國內大飛機和高速列車事業飛速發展的需求。隨著表征技術的發展，逐漸發現起強化作用的主要析出相及其演變過程仍未得到透徹理解，混合的析出相之間此消彼長的競爭機制尚未得到充分認識。最新一代以微晶片為核心的原位加熱透射電鏡顯微術的出現，或者準原位的方法為進一步研究上述科學問題提供了機遇。本項目按照計畫完成的主要研究內容包括：針對7055、7N01和自己熔煉的合金的析出相的原位觀察、局部腐蝕行為、高溫時效條件下的析出相結構研究；此外研究了改進的Peierls-Nabarro位錯模型研究了鎂、鋁中全位錯組成的對稱傾側小角度晶界（SLAGB）的結構特徵和力學行為，以及用HAADF-STEM技術和第一性原理計算在AlCuLi合金中發現T1相的前驅體。研究發現晶界析出相中Cu含量隨著溫度提高或者時效時間延長而升高，導致晶界腐蝕電位由低於晶內轉變為接近，最後甚至高於晶內是合金腐蝕形貌演變的根本原因；針對7N01鋁合金研究了其在200 ℃及150 ℃高溫時效情況下出現的新析出相命名為B相。B相近似長方體，寬面大致平行與{111}Al晶面簇，長度方向沿著<110>Al晶向簇；7150鋁合金在7層結構的GP-ηp出現之前可能存在只有5層結構的GP5相；鎂孿晶易於在（10-11）、（10-12）、（11-22）、（10-13）、（10-15）面上產生；第一性原理計算結果顯示GPT1 區的形成焓為-6.8kJ/mol·atom-1，它的形成焓高於T1 相的形成焓(-32.2 kJ/mol·atom-1)，而（10-14）、（11-21）面難以形成孿晶，其餘面不存在穩定層錯能。相關研究結果可以為鋁合金、鎂合金合金的成分-加工-熱處理提供指導，對製備高性能的結構材料及構件具有參考意義。
