《純鎂及鎂合金的微塑性變形行為研究》是依託哈爾濱工業大學，由鄭明毅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：純鎂及鎂合金的微塑性變形行為研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄭明毅
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨鎂合金套用的增加，與鎂合金構件在服役條件下的阻尼性能和疲勞性能等密切相關的鎂合金微塑變研究逐漸引起了研究者的關注。本項目將首先以商業純鎂為主，採用單向拉伸試驗和循環單向加卸載試驗研究晶粒度和織構對純鎂微塑變的影響規律，然後研究合金化和第二相對鎂合金微塑變行為的影響。通過透射電子顯微鏡研究不同微小塑性變形量下顯微組織、原位TEM觀察微塑變載入卸載下的動態組織演變規律，輔以同步輻射原位載入獲得的晶格應變演化。將循環加卸載的應力-應變測試與微觀組織結構的觀察結合起來，系統深入地研究鎂合金微塑性變形的變形規律及顯微組織結構演變，揭示微塑變機理。研究結果將加深對鎂合金阻尼行為和疲勞行為的理解，為高阻尼鎂合金、尺寸穩定性鎂合金、耐疲勞鎂合金的研究開發提供理論指導。
結題摘要
隨鎂合金套用的增加，與鎂合金構件在服役條件下的阻尼性能和疲勞性能等密切相關的鎂合金微塑變研究逐漸引起了研究者的關注。本項目採用高應變測試精度單向拉伸法和循環拉伸載入卸載法研究預晶粒度、織構、合金化、第二相對純鎂和鎂合金微塑變行為；研究了微塑性變形過程中的組織演變規律；研究了純鎂及鎂合金的阻尼和微塑變的內在聯繫，揭示了純鎂和鎂合金微塑變的微觀機理。 純鎂的微塑變包括兩個階段：第一階段對應塑性應變小於2×10–4的區域，Schmid因子較大晶粒內部位錯從釘扎點上脫釘並在基面滑移，可動性較大，激活體積較大，加工硬化指數較小；當塑性應變高於2×10–4時，由於位錯在同一滑移面上運動而發生纏結和堆積，可動位錯密度降低，材料硬化，所以具有較大的加工硬化指數和較小的位錯滑移激活體積，這時微塑變進入第二階段。純鎂微塑變行為和與塑性變形相關的阻尼可用同樣的位錯機制來解釋，它們有著相同的物理本質。 晶粒度和織構顯著影響純鎂的微塑變行為。隨著晶粒尺寸的增大，純鎂的微屈服應力降低，內耗和滯彈性應變增加。不論織構如何，微塑性變形只與基滑移有關，即使在拉伸孿生有利的取向，微塑性變形階段的變形機理仍為基滑移，而非拉伸孿晶，即純鎂的微塑變主要是由基面上的位錯滑移來協調，這是微塑變和巨觀塑變機理的主要區別。 不同合金元素對鎂的微塑變行為有顯著影響。高固溶度的Mg-1Al中位錯受到大量固溶Al原子的釘扎，極大的降低位錯線上弱釘扎點間距，提高鎂合金在較小應變下的正切彈性模量，摩擦應力和背應力；而固溶度低的Mg-1Si中只有少量的溶質原子作為位錯的弱釘扎點，導致鑄態Mg-1Al合金的微屈服強度較高。 含LPSO相Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的微屈服強度高於不含LPSO的合金。峰時效態Mg-9Gd-3Y-2Zn-0.4Zr-0.2Ca擠壓態合金析出大量彌散析出納米第二相，顯著阻礙位錯滑移，導致殘餘塑性應變顯著降低，微屈服強度達到280MPa，顯著高於高強2024鋁合金及其它鎂合金，在要求高尺寸穩定性的輕質構件中有顯著的套用前景。
