《鎳基變形高溫合金熱塑性微體積成形機理及性能控制》是依託哈爾濱工業大學，由張鵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鎳基變形高溫合金熱塑性微體積成形機理及性能控制
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張鵬
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
航空航天領域飛行器及制導武器系統趨向於微型化發展，使得微型發動機熱端部件的加工特徵尺寸大幅減小至介觀尺度，鎳基變形高溫合金微型構件製造是關鍵問題。本項目研究鎳基變形高溫合金熱塑性微體積變形行為，分析試樣尺寸、晶粒尺寸和強化相對熱塑性微變形過程中流變應力的相互影響，明晰強化相對流變應力強化作用和對晶粒釘扎作用的耦合機制，基於介觀尺度位錯理論建立強化相對晶界遷移影響的熱塑性微變形理論模型，揭示鎳基變形高溫合金熱塑性微變形過程中強化相對尺度效應的影響機理，進一步研究鎳基變形高溫合金熱塑性微變形過程的組織演化規律，探討熱變形缺陷形式與形成機制，解決成形工藝穩定性和性能控制問題，實現鎳基變形高溫合金微型體積構件的可控制造。本項目的研究不僅能夠突破鎳基變形高溫合金微型構件成形關鍵技術，並且可以促進塑性微成形技術在微製造領域的實際套用。
結題摘要
本項目針對鎳基變形高溫合金微型構件製造中關鍵問題-介觀尺度塑性變形尺度效應開展了系統的研究，通過固溶處理和時效處理獲得了不同晶粒尺寸和析出相的微觀組織，分析了晶粒尺寸、試樣尺寸與晶粒尺寸之比（D/d）和析出相等對微型圓柱單向壓縮流變應力的影響，發現當D/d≥9.7時，流動應力與晶粒尺寸之間滿足Hall-Petch關係，當D/d＜9.7時，微壓縮時流動應力偏離了Hall-Petch關係，出現了流動應力尺度效應現象。考慮微型圓柱單向壓縮過程中難變形區、小變形區和大變形區3個壓縮應變分區，引入晶界因子、Taylor因子等參數，構建了介觀尺度流動應力尺度效應理論模型；發現在相同晶粒尺寸下，隨著δ相含量的增加，材料流動應力增大，明晰了強化相對流變應力強化作用和對晶粒釘扎作用的耦合機制，考慮基體、溶質原子、沉澱相貢獻的流動應力，基於介觀尺度位錯理論建立了強化相對尺度效應影響的多相材料本構模型，揭示了鎳基變形高溫合金塑性微變形過程中強化相對尺度效應的影響機理；研究了鎳基變形高溫合金微型圓柱單向壓縮過程的組織演化規律，分析晶粒尺寸、試樣尺寸與晶粒尺寸之比以及δ相對非均勻變形行為的影響規律，基於介觀尺度晶體塑性理論實現了微觀組織演化的實時可視化，提供了一種精確揭示介觀尺度下微壓縮過程微觀組織演化機理的手段，解決了成形工藝穩定性和性能控制問題，為鎳基變形高溫合金微型體積構件的可控制造提供理論基礎。本項目的研究成果促進了鎳基變形高溫合金塑性微成形技術在微製造領域的廣泛套用，具有重要的理論意義和實際套用價值。
