《脈衝電流製備鎂合金半固態漿料及流變成形基礎研究》是依託上海交通大學，由吳國華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：脈衝電流製備鎂合金半固態漿料及流變成形基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳國華
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
根據促進形核、控制生長的半固態製漿思路，本項目提出在凝固過程中（近液相線附近）對鎂合金熔體施加脈衝電流，期望製備優質的半固態漿料，進而獲得較好的鎂合金成形鑄件。基於此，本項目針對鎂合金脈衝電流處理過程中半固態組織演變展開套用基礎研究，探明不同類別鎂合金（稀土鎂合金和不含稀土鎂合金）非枝晶組織的形成機制；揭示合金元素種類及析出相對固相顆粒形成、球化和粗化的作用機理，特別是對固液界面能和固相顆粒粗化速率的影響規律；建立脈衝電流參數、澆注溫度和半固態組織結構參數之間的數學模型。研究半固態流變成形（壓鑄和擠壓鑄造）後鎂合金的拉伸和疲勞性能，對比分析不同流變成形工藝以及不同類別鎂合金的疲勞裂紋萌生和擴展機制，最佳化半固態成形鎂合金脈衝電流工藝。研究結果可望為開發更適於半固態成形的漿料製備工藝和鎂合金種類提供理論及實驗依據。
結題摘要
根據促進形核、控制生長的半固態製漿思路，提出了在凝固過程中（近液相線附近）對鎂合金熔體施加脈衝電流，製備出優質的半固態漿料，對半固態組織演變展開了套用基礎研究。開發了一套脈衝電流製備半固態合金漿料裝置和一套大功率電磁場攪拌設備，系統研究了脈衝電流工藝參數（如施加時機、電流、頻率和占空比等）和澆注溫度對稀土鎂合金（Mg-Gd-Y和Mg-Nd-Zn等）和不含稀土鎂合金（AZ91）鑄態組織和金半固態漿料組織的影響；分析了合金原始鑄態組織、合金元素種類及析出相對脈衝電流處理過程中半固態組織的影響，構建了合金鑄態組織與脈衝電流處理後半固態組織之間的關係，揭示了合金元素種類及析出相對固相顆粒形成、球化和粗化的作用機理，特別是對固液界面能和固相顆粒粗化速率的影響規律；建立了脈衝電流參數、澆注溫度和半固態組織結構參數之間的數學模型；探明了稀土鎂合金和不含稀土鎂合金非枝晶組織的形成機制，並探索了稀土鎂合金中脈衝電流與鋯細化劑對半固態漿料形成的複合作用工藝及其機制；初步建立了稀土鎂合金和不含稀土鎂合金半固態漿料固相率、固相顆粒平均尺寸、固相顆粒圓整度等組織結構特徵與脈衝電流工藝參數之間的內在關聯。重點研究了重力鑄造、壓鑄、擠壓鑄造、流變壓鑄和流變擠壓鑄造處理後鎂合金的拉伸和疲勞性能，對比分析了不同成形工藝以及不同類別鎂合金的裂紋萌生和擴展機制，最佳化出了半固態成形鎂合金製備工藝，開發出適用於鎂合金的高效的半固態漿料製備新方法，獲得了提高鎂合金半固態成形後力學性能的有效技術途徑。圓滿完成了計畫書中的研究內容，達到了預期目標。研究結果為開發更適於半固態成形的漿料製備工藝和鎂合金種類提供理論及實驗依據，這對促進鎂合金在汽車和航空航天等領域的套用具有重要意義。發表了標註有本項目號的論文45篇，其中，SCI收錄37篇；申請發明專利8項，其中，已授權4項；培養碩士生4名和博士生3名。
