《鎂及鎂合金塑性變形機制與微結構演化行為研究》是依託北京交通大學，由郭雅芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鎂及鎂合金塑性變形機制與微結構演化行為研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郭雅芳
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目運用原子模擬方法與介觀尺度晶體塑性模型相結合研究鎂單晶和多晶的塑性變形機制和行為。研究內容包括：運用原子模擬方法研究不同溫度和應變速率下鎂合金塑性變形行為，包括孿晶、滑移以及再結晶等塑性變形行為發生的條件、微觀機制及對力學行為的影響；鎂合金界面原子尺度微結構的分析及晶界對於塑性變形行為的影響等；由塑性變形原子尺度的微觀機制和準則，得到不同塑性變形方式的本構關係，建立介觀尺度鎂合金單晶和多晶的晶體塑性模型，研究鎂合金的各向異性行為以及屈服、硬化機制等。以上研究目的在於探討鎂合金塑性變形的機制，建立微觀與介觀相結合的塑性變形理論，探索改善變形鎂合金塑性和韌性的學術思想及技術途徑，並最終為鎂合金開發、設計以及加工工藝和技術提供理論指導。這一研究將加快鎂合金基礎理論研究方面的發展，進一步提升鎂合金的套用潛力。
結題摘要
本項目主要運用原子模擬方法研究鎂單晶的塑性變形機制和行為，並開展了時間和空間尺度的多尺度研究。研究成果包括：（1）運用原子模擬方法研究了不同應變速率和邊界條件下鎂單晶拉伸、壓縮和剪下變形機制和行為，特別是觀察到納米尺度的孿晶缺失現象，與相關實驗結果吻合。並運用晶體結構分析給出了不存在壓縮孿晶的原因，探討了鎂合金拉壓不對稱性的根本原因；（2）研究了孿晶和其它缺陷的相互作用，包括各類點缺陷和線缺陷。研究結果表明缺陷的類型不同，對於孿晶的生長和運動的影響效果也不一樣。單個點缺陷和線缺陷的存在對孿晶的擴展行為影響不是很大。此外，在不同溫度條件下，缺陷與孿晶的相互作用效果也不相同；（3）運用分子動力學與有限元方法相結合，研究納米孿晶的形變機制和穩定性問題。通過有限元和分子動力學方法分別給出納米孿晶的應力場分布，以及在載荷作用下下納米孿晶的塑性變形機制和穩定性問題；（4）開展跨越時間尺度的ABC算法與分子動力學方法相結合的研究，改進分子動力學在時間尺度方面的缺陷。建立了孿晶界與位錯的模型，探討載入速率對於塑性變形機制的影響。
