《基於微取向演變的多晶體材料超塑性變形機理》是依託中南大學，由葉凌英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於微取向演變的多晶體材料超塑性變形機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：葉凌英
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
到目前為止，人們已經提出很多種關於超塑性變形機理的模型，但鑒於超塑性變形過程的複雜性，現有的超塑性變形理論都是針對某一特定組織提出的，導致某種理論只能解釋某一種實驗現象，超塑性變形理論依賴於材料自身的組織特徵。針對此問題，本項目克服現有的超塑性變形機理主要是基於以完全再結晶組或變形組織開始超塑性變形而建立的不足，以具有變形和再結晶混雜組織的5A90鋁鋰合金為實驗對象，藉助多晶體材料的微取向分析技術，研究其在高溫慢應變速率條件下超塑變形的晶體微取向演變、微觀組織演變與力學流動行為，重點研究材料的組織特徵，包括晶粒尺寸及取向差、晶體取向、位錯、晶界等與變形行為之間的關係，特別是各種組織的綜合作用對超塑性變形行為及機理的影響，建立綜合考慮位錯行為、晶界行為及擴散行為的材料超塑性流動本構關係及模型，為建立不依賴於組織特徵的多晶體材料超塑性變形機理提供實驗依據與理論基礎。
結題摘要
截至今日，人們已經提出很多種關於超塑性變形機理的模型，鑒於超塑性變形過程的複雜性，現有的超塑性變形理論都是針對某一特定組織提出的，導致某種理論只能解釋某一種實驗現象。針對此問題，本項目以具有變形和再結晶混雜組織的5A90鋁鋰合金為實驗對象，藉助多晶體材料的微取向分析技術，開展高溫慢應變速率條件下超塑變形的晶體微取向演變、微觀組織演變與力學流動行為研究，主要研究成果如下： （1）探明了靜態再結晶退火工藝對5A90鋁鋰合金板材晶粒組織和微取向的影響規律，確定了熱力耦合作用中靜態加熱的影響數值。研究發現在退火溫度為450℃～500℃範圍內，晶粒尺寸隨退火溫度的升高略微長大，晶粒取向差變化不明顯，板材織構組分不變，但形變織構強度隨退火溫度的升高而降低。 （2）探求了變形溫度和應變速率對退火後5A90鋁鋰合金板材超塑性變形力學特性的影響規律，確立了適宜的超塑性變形條件。在變形溫度為450～500°C、初始應變速率為3×10-4～1.8×10-3s-1範圍內進行超塑拉伸，伸長率可達310～1050%。 （3）探明了5A90鋁鋰板材超塑性變形過程的晶粒組織與微取向演變規律，揭示了合金的超塑性變形機制。研究表明，變形初始階段(ε≤0. 59)，晶粒尺寸和晶粒取向差開始增大，形變織構先增強後降低，主要變形機制為位錯運動；隨著變形繼續增加，合金髮生動態再結晶，晶粒取向差增大及織構減弱，晶界滑移開始啟動，位錯運動轉為協調機制；當真應變達到1.55時，晶粒全部為等軸晶，大角度晶界所占比例為92.7%，織構隨機分布，變形機制以晶界滑移為主。 （4）探明了變形溫度和初始應變速率對空洞演化的影響規律，揭示了合金超塑變形不均勻性及其對空洞演化的影響規律。過高或過低的變形溫度(500℃或450℃)都會引起空洞的尺寸與體積分數的增大；較低的初始應變速率(3×10-4s-1)引起空洞尺寸的增大；較高的初始應變速率(8×10-4s-1以上)增大空洞的成核率和體積分數。高的應變速率(1×10-3s-1)條件下空洞為塑性變形機制，低應變速率8×10-4s-1以下空洞為擴散控制機制。 （5）本項目執行期間共發表學術論文7篇，其中國際重要期刊論文2篇，SCI收錄2篇，EI收錄5篇。獲授權專利1項，培養研究生6人。
