《AlMgSiCu合金中複雜共生相的結構演變及其與性能的關係研究》是依託湖南大學，由陳江華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：AlMgSiCu合金中複雜共生相的結構演變及其與性能的關係研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳江華
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
6×××系（Al-Mg-Si-Cu）四元鋁合金在汽車輕量化和航空領域有重要套用價值，而且尚有很大的開發潛力。但該合金系中強化相種類多，析出序列非常複雜，其析出相的演變規律自今尚未有統一結論。而且由於鋁合金中析出相尺寸太小且嵌在鋁基體中，其結構測定一直是難度較大的工作。我們採用定量高分辨電子顯微術，出射波重構，高角度環形暗場技術和新一代球差矯正電鏡技術，測定該類鋁合金中析出相的結構和成分及其與鋁基體的界面原子排布，進行基於密度泛函的第一原理計算深入探索其微觀結構演變的規律。相關研究結果將加深人們在原子尺度、納米尺度對Al-Mg-Si-Cu四元合金成分、結構、工藝及性能的理解，有利於從根本上設計合理的理化工藝,製備更高性能的材料。申請者具有良好的電子顯微學方法與技術背景，在鋁合金強化相的結構演變方面有較好研究基礎，其在所在單位建成的原子像技術平台有望使申請項目取得較大成果。
結題摘要
Al-Mg-Si-Cu四元鋁合金在汽車輕量化和航空領域有重要套用價值，而且尚有很大的開發潛力。但該合金系中強化相種類多，析出序列非常複雜，其析出相的演變規律至今尚未有統一結論。而且由於鋁合金中析出相尺寸太小且嵌在鋁基體中，其結構測定一直是難度較大的工作。課題組利用原子成像技術平台對Al-Mg-Si-Cu合金中強化相進行了深入的原子尺度表征，測定了目標合金中納米析出相在各個熱處理階段的原子結構，並結合像模擬和第一原理計算分析了目標合金中主要強化相的早期結構及其演變機制，闡釋了目標合金中GP區與主要強化相（如β相和Q相）的結構演變關係；探明了目標合金中納米析出相在多級熱處理時不同階段的演變規律，為理解和改進工業中套用的熱加工工藝提供了科學基礎；結合力學性能和腐蝕性能測試探明了主要合金元素對目標合金顯微結構和性能的影響。基於以上實驗觀察和理論研究，探索了可以最佳化性能的鋁合金熱加工工藝，開發出提高變形鋁合金強度並保持其塑性的熱加工方法，該方法適宜大規模生產且成本低，對改善變形鋁合金的力學性能並拓展其使用範圍非常重要。另外，通過最佳化合金成分配比本課題組提出了一種新的用於製備汽車車身用Al-Mg-Si-Cu合金板材的成分範圍(Mg/Si含量比1~2)，既提高了鋁合金板材的加工成形性和烤漆後的強度，又保證了其使用過程中性能的穩定。上述基礎問題的研究為多組元鋁合金改性提供了新工藝路徑和新思路，發展了實現高性能鋁合金納米尺度區域結構表征（測量）的新方法，有助於真正揭示納米級析出相的結構與成分演化關係，有助於最佳化熱處理工藝和開發高性能鋁材進而增強我國高性能鋁材研製的創新能力。
