《Mg-Al-Ca-Sr鎂合金熱變形行為的位錯機制研究》是依託湖南大學，由劉又文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Mg-Al-Ca-Sr鎂合金熱變形行為的位錯機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉又文
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鎂合金熱塑性變形微觀機理研究不但可以豐富和發展塑性變形的基礎理論, 而且對於最佳化熱塑性加工工藝及研發具有高成型性能的鎂合金材料均具有重要理論意義和科學價值。本項目採用理論分析、數值模擬與實驗測試有機結合的方式，建立能夠正確表征Mg-Al-Ca-Sr鎂合金熱變形中位錯、孿晶、晶界、析出相、空洞等微結構互動作用機理的溫度和尺度依賴的連續介質力學模型，發展相應求解方法與手段。研究位錯、孿晶與其它微結構互動作用的規律，提煉反映互動作用本質特徵的參數，揭示不同變形條件下鎂合金孿晶形核的臨界條件、空洞/微裂紋形核長大的位錯機理，以及熱塑性變形的主導微觀機制。建立Mg-Al-Ca-Sr鎂合金中孿晶、析出相、晶界等顯微結構參數以及溫度條件與材料強韌度的定量關聯，揭示影響該類鎂合金材料強韌化效應和斷裂破壞的主要因素和控制條件。
結題摘要
鎂合金熱塑性變形微觀機理研究不但可以豐富和發展塑性變形的基礎理論, 而且對於最佳化熱塑性加工工藝及研發具有高成型性能的鎂合金材料均具有重要理論意義和科學價值。本項目採用了理論分析、數值模擬與實驗測試有機結合的方法，建立了綜合反映鎂合金變形過程中位錯、孿晶、析出相、界面與晶界變形等顯微結構互動作用的連續介質力學模型，發展了相應模型的理論求解方法與技巧，揭示了不同變形條件下鎂合金孿晶形核的臨界條件、孔洞/微裂紋形核長大的位錯機理，以及鎂合金塑性變形的主導微觀機制。重要的研究成果如下，1、建立了密排六方晶體鎂中納米變形孿晶形核與長大的位錯模型。結果表明：孿生位錯塞積可促使納米變形孿晶的形核；納米孿晶形核的臨界切應力要遠大於納米孿晶長大的臨界切應力。2、相場法研究了鎂合金孿晶的橫向擴展機制。研究結果表明：孿晶界的各項異性是這些不規則的微小界面形成的主要原因；基於構型力理論，推導出了一個廣義的能量-動量張量；孿晶的生長受益於PB面的形成；孿晶的增厚機制與橫向擴展機制之間的競爭關係是決定孿晶大長細比的主因。3、研究了粗晶鎂合金中形變孿生和開裂的微觀機理，通過EBSD觀測了源自於Ⅰ型聯合區域拉伸孿晶交叉的裂紋形核。結果表明：勢壘孿晶內的局部應變決定著伴隨孿晶的生長且增強了孿晶的傳播應力；較大的晶粒有利於脆性斷裂；高密度孿晶帶和孿晶交叉口很容易改變裂紋擴展的方向。4、研究了析出相/基體界面斷裂誘發的納米孿晶對細晶鎂合金的增韌效應。結果表明：隨著析出相剪下模量的增加，界面逐漸被削弱；在納米孿晶的增韌效應下，界面斷裂韌性取決於析出相的大小和間距；納米孿晶的增韌效果還取決於其相對取向和孿生方向。上述成果為加工製備新型鎂合金提供了細微觀結構設計參數和加工工藝參數最佳化的科學依據。
