《納米結構鋁矽合金中位錯源強韌化機制研究》是依託重慶大學，由黃曉旭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：納米結構鋁矽合金中位錯源強韌化機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃曉旭
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
晶粒細化是對金屬材料進行強韌化處理的最有效方法之一，然而目前的納米結構材料面臨塑性嚴重下降的問題，探尋在不降低材料強度的情況下提高其塑性的新途徑，具有重要的理論和實際意義。本項目以納米結構材料中位錯源密度控制其力學行為這一新理論為基礎，在超高純鋁材料中通過引入彌散的第二相顆粒來改變位錯源密度。通過對材料進行系統的力學性能測試，以及利用高分辨EBSD、TEM和原位TEM變形的方法，對材料的強度和塑性與晶粒尺寸的關係、第二相粒子及界面對材料力學行為的影響、形變過程中位錯的產生和運動及其與第二相粒子和晶界之間的互動作用進行系統研究，以期闡明在納米結構材料中位錯源對材料強度和塑性的影響和機理，為建立納米結構材料強韌化新理論提供直接實驗依據，探索實現納米材料高強度、高塑性的新途徑。
結題摘要
晶粒細化是對金屬材料進行強韌化處理的最有效方法之一，針對目前的納米結構材料面臨塑性嚴重下降的問題，本項目擬通過在超高純鋁材料中通過引入彌散的第二相顆粒來改變位錯源密度的方法，探尋在不降低材料強度的情況下提高其塑性的新途徑。項目要完成了以下工作： 1.具有彌散分布納米第二相的不同晶粒尺寸納米結構材料的製備工藝研究 採用工業冷軋方式，將在99.9996%鋁基體中加入1%矽所得的超高純鋁矽合金板材軋制到真應變5以上，得到了晶粒尺寸約200nm的納米結構，利用高分辨掃描電鏡背散射電子像和透射電子顯微鏡對材料內矽第二相的分布進行分析，並最佳化變形工藝，得到分布均勻的彌散相；對冷軋後的材料進行不同溫度和不同時間的退火處理，利用掃描電鏡和透射電鏡對材料的微觀組織演變進行分析，獲得晶粒尺寸、位錯密度、第二相大小不同的微觀組織，得到了納米結構Al-1%Si材料的熱穩定性及納米第二相的演變規律。 2. 力學性能測試與強韌化機理研究 對不同熱處理工藝製備的不同微觀組織的材料進行了拉伸性能測試，研究材料的強度、塑性與微觀組織參數之間的定量關係。利用TEM衍射技術對拉伸前後的樣品進行分析，對材料中的位錯結構進行了細緻分析，研究了第二相對位錯結構演變的影響。還進行了材料的應變速率敏感性測試和加工硬化率分析，揭示了納米第二相的加入對納米晶材料內部位錯儲存能力的提高，導致材料加工硬化能力提高從而實現強韌化的機理。 項目在實施期間圓滿完成了預定任務，豐富了納米結構材料的微觀變形理論，提出了一條實現高強高韌納米結構材料的有效途徑。
