《鎂合金中孿生的晶粒尺寸效應及屈服機制轉變研究》是依託南京理工大學，由王經濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鎂合金中孿生的晶粒尺寸效應及屈服機制轉變研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王經濤
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
孿生作為塑性變形的兩種晶體學機制之一，長期受到關注。多晶和微小尺度單晶體中屈服變形表現出相同的規律：①孿生流變應力表現出類Hall-Petch冪律關係的(晶粒/單晶)尺寸效應；②在一個臨界(晶粒/單晶)尺寸，屈服機制發生從孿生到位錯滑移的機制轉變。本申請借鑑微小尺度單晶中成功的受激滑移孿生機理模型，針對孿生過程中相鄰孿生面梯次協同滑移的集群特徵，引入與位錯滑移相比對晶體尺寸敏感性倍增的機制，建立多晶體孿生機理模型，闡明多晶體中孿生的Hall-Petch關係斜率遠大於位錯滑移的Hall-Petch關係斜率的內在本質；通過分析晶粒細化對孿生的抑制和對錐面c+a滑移的促進，闡明屈服變形在一定的臨界(晶粒/單晶)尺寸發生孿生-滑移轉變的機理，建立模型；為單晶和多晶體中孿生-滑移轉變研究提供範例，為鎂合金等工程材料的性能控制提供理論基礎。
結題摘要
孿生作為塑性變形的兩種晶體學機制之一，長期受到關注。本項目的工作主要體現在四個方面： 1）借鑑微小尺度單晶中成功的“受激滑移”孿生模型和基於位錯源幾何特徵的隨機統計模型，針對孿生過程中多原子面協同滑移的集群特徵，引入最小可穩定孿晶核心的原子面層數(孿晶核心體積)這一關鍵參數，形成了與普通位錯滑移相比對晶體尺寸敏感性倍增的機制，建立了多晶體孿生模型，闡明了多晶體中孿生的Hall-Petch關係斜率遠大於普通位錯滑移的Hall-Petch關係斜率的內在本質。 2） 在經典單機制變形Hall-Petch關係的基礎上，提出了取決於晶體取向和晶粒尺寸兩個因素的有效取向因子概念及其計算方程，建立了基面、柱面、錐面滑移系和孿生多機制變形的Hall-Petch關係模型；解析分離了織構的幾何強化作用，獲得了與取向無關的Hall-Petch關係；屈服強度與晶粒尺寸之間的本徵關係仍然是類Hall-Petch的關係, 其斜率與晶粒尺寸的平方根倒數成線性關係。 3）通過實驗研究了晶粒細化對孿生的抑制和對錐面c+a滑移的促進作用，闡明了hcp結構的鈦中孿生—滑移轉變的關係。 4）對製備超細晶/納米晶材料的新方法，進行了探索和發展。從原理提出、應變解析直至設備設計製造和實驗驗證，成功研發出一種全新的劇烈塑性變形組織超細化新方法----管狀材料高壓剪下變形（tube High Pressure Shearing, 簡稱t-HPS）。
