《鈦基塊體非晶合金熱塑性成形性能與成形機理研究》是依託華中科技大學，由龔攀擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鈦基塊體非晶合金熱塑性成形性能與成形機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：龔攀
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
非晶合金不僅具有高強度、高硬度等優異性能，而且在過冷液相區內具有優異的熱塑性成形性能。因此採用非晶合金精確成形製備複雜形狀的零件（尤其是微納米件）極具套用前景。目前用於熱塑性成形的非晶合金體系為少數惰性貴金屬基（如鈀基、鉑基、金基）和鋯基非晶合金體系，因此，很有必要研究其它低成本非晶合金的熱塑性成形性能。本項目擬選用輕質高比強度鈦基非晶合金為研究對象，構建鈦基非晶合金熱塑性成形性能預報物理模型，研究合金成分和工藝因素對鈦基非晶合金熱塑性成形性能的影響規律和影響機制，揭示影響鈦基非晶合金熱塑性成形性能的關鍵因素；認識鈦基非晶合金的粘滯流變行為特徵和表面氧化膜形成規律及其對熱塑性成形性能的影響，提出抑制氧化膜生成方法；最後建立熱塑性成形工藝參數與鈦基非晶合金成形件的精度、結構與性能間的關係。本項目研究成果對突破低成本非晶合金大氣環境下熱塑性成形加工瓶頸，拓展其工程套用範圍具有重要意義。
結題摘要
鈦基非晶合金具有高比強度等優異性能，有望套用於航空航天等諸多領域。但有限的熱塑性成形性能極大地制約了其廣泛套用。本項目針對鈦基非晶合金熱塑性成形性能及成形機理等基礎問題開展研究。系統研究了合金元素種類、合金化方式和合金元素添加量對鈦基非晶合金熱塑性成形性能的影響規律，發現採用Co、Fe等合金元素替換Ti-Zr-Be體系中的Be能綜合改善合金的非晶形成能力、室溫力學性能和熱塑性成形性能，研發出具有良好熱塑性成形性能的新型輕質高比強度鈦基非晶合金；發現基於合金熱力學溫度的S參數能有效鈦基非晶合金的熱塑性成形性能，研究了鈦基非晶合金物理、化學參數對熱塑性成形性能的影響，建立了基於BP人工神經網路的鈦基非晶合金熱塑性成形性能預測模型，實現了鈦基非晶合金熱塑性成形性能的有效預測；發現鈦基非晶合金過冷液相區粘滯流變行為具有尺寸效應，在高溫變形條件下由不同尺寸試樣的比表面積差別所引起的自由體積湮滅量差異是導致非晶合金熱塑性成形的尺寸效應的主要原因之一，建立了考慮尺寸效應的鈦基非晶合金熱塑性本構模型；研究了鈦基非晶合金等溫和非等溫晶化動力學系行為，繪製了鈦基非晶合金晶化轉變TTT曲線，基於改進的Hagen-Poiseuille公式和Karman公式建立了鈦基非晶合金納米壓印成形圖，針對納米壓印成形中存在的結構不均勻和表面氧化問題，採用潤滑層輔助納米模壓技術，成功實現了大氣環境下鈦基非晶合金納米結構的可控制備。此外，本項目還探索了鈦基非晶合金大尺寸零件的製造方法，提出了增材/鍛造複合成形等新工藝。項目成果對突破鈦基非晶合金成形技術瓶頸，促進其廣泛套用具有重要意義。
