《時效鎂合金的沉澱析出與強韌化機理研究》是依託重慶大學，由聶建峰擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：時效鎂合金的沉澱析出與強韌化機理研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：聶建峰
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目以改善現有鎂合金性能和設計、研發新型高強度高韌性鎂合金為主題，結合最先進的微觀分析表征技術（HAADF-STEM, 3DAP及高分辨EBSD等），針對難變形六方鎂合金沉澱析出和強韌化機理中若干具有國際挑戰性的重大科學問題，尤其是沉澱強化相的晶體結構、位向關係和形核機理，稜柱片狀沉澱物的形成與合金成分和微合金化元素原子的關係，沉澱硬化合金的塑性變形與沉澱強化機理，沉澱硬化相的形貌、取向、分布與屈服強度的關係，沉澱硬化合金的脆性斷裂，沉澱硬化型鎂合金在形變加工及熱處理過程中組織結構演變的定量表征與控制等進行深入的研究。研究結果一方面將豐富和發展鎂合金，特別是析出強化鎂金析出相變與強韌化基礎理論，同時也將為最佳化合金成分及加工工藝，製備出性能更加優異的鎂合金材料提供關鍵技術基礎。
結題摘要
項目利用球差校正掃描透射電鏡和電子背散射衍射等先進的分析技術，對沉澱硬化鎂合金中沉澱相的晶體結構、位向關係和形核機理、合金成分和熱處理制度對析出相結構和形貌的影響、形變加工過程中組織結構的演變及控制等進行了深入研究，主要成果有： （1）首次報導了時效鎂合金中合金元素在析出相和基體界面偏聚的現象，合金元素在析出相和基體界面的偏聚可以降低界面能，提高析出相的形核率，從而提高合金的時效硬化效果； （2）首次在鎂合金中實現了原子解析度的EDS面分析技術，該方法可以在原子尺度直接揭示鎂合金中析出相和界面處原子的分布信息，克服HAADF-STEM的不足。利用該技術確定了QE22合金中金屬間化合物、析出相和時效早期在孿晶界形成的骨脊狀結構與基體界面的結構和成分； （3）在Mg-Sn和Mg-Bi合金兩個合金體系中首次發現亞穩強化相，完善了兩個合金體系的析出序列； （4）系統研究了添加Ca對Mg-Gd和Mg-Nd合金以及添加Zn對Mg-Pb合金析出相結構和形貌的影響，揭示了合金元素的作用機理； （5）系統研究了Mg-Gd系合金變形參數對擠壓板材和棒材組織、織構和力學性能的影響，提出了預變形促進時效的方法，製備了屈服強度超過400MPa擠壓板材，針對棒材開發了織構預拉伸變形調控織構提高棒材強度的方法，並揭示了相應的機制。 （6）對Mg-Zn系列合金系統研究了Zn元素含量、退火處理等對軋制微觀組織和織構演化的影響，並結合晶體塑性模擬定量分析了各種變形機制在軋制織構形成中的作用，系統研究ZK60合金熱軋過程中剪下帶內部的組織結構及形成機制； （7）首次提出利用形變孿晶提高鎂合金強度的方法，創新的設計了一次孿晶-高次孿晶的複合孿晶結構實現在三維方向同時強韌化，建立了高效強化複合孿晶結構的設計準則和界面最佳化方法； （8）提出了預變形孿生調控織構改進鎂合金拉伸壓縮屈服不對稱問題，揭示了其相應的機制。
