脉冲电流辅助多向扭转锻造制备超细晶/纳米晶Ti2AlNb合金及其变形机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    51905123
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    杨建雷
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    E0508.成形制造
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the increasing demand for lightweight in the aerospace field, the novel structural-materials with lightweight and high-temperature resistant such as Ti2AlNb alloys need to be widely used. Microstructure optimization based on grain refinement is regarded as an effective way to obtain the high-performance Ti2AlNb alloys. However, it is difficult to obtain the sufficient strain accumulation by traditional processes to meet the requirement of grain refinement. In this study, Ti2AlNb alloys prepared by elemental powder metallurgy are selected as the starting materials. The novel process of pulse current assisted multidirectional torsion forging is designed to fabricate the bulk ultra-fine/nanocrystalline Ti2AlNb alloys. Firstly, microstructure evolution under pulse current will be analyzed, the flow stress constitutive model coupling with pulse current will be established and the electroplasticity mechanism will be revealed systematically. Subsequently, the formation mechanism of ultra-fine/nanocrystalline Ti2AlNb alloy in pulse current assisted deformation will be explained. Besides, the in-situ microstructure adjustment of the ultra-fine/nanocrystalline Ti2AlNb alloy will be carried out and the effect of pulse current on dynamic behavior of microstructure will be analyzed. Furtherly, the hot workability of the ultra-fine/nanocrystalline Ti2AlNb alloy will be evaluated. Finally, the lightweight and high-temperature fastening bolts will be fabricated as typical components, which will provide theoretical foundation for the deformation technology and development of ultra-fine/nanocrystalline Ti2AlNb alloy parts with excellent properties.
随着航空航天领域关键装备轻量化需求的日益增加，Ti2AlNb合金等新型轻质耐高温结构材料亟待得到更广泛地应用。基于晶粒细化实现组织优化被认为是获取高性能Ti2AlNb合金的有效途径，而传统塑变工艺难以满足晶粒细化所需的大塑变累积。本项目以粉末冶金Ti2AlNb合金为研究对象，提出脉冲电流辅助多向扭转锻造制备块体超细晶/纳米晶Ti2AlNb合金的新工艺。系统分析脉冲电流辅助变形过程中的组织演变规律，构建脉冲电流耦合的流变应力模型，阐明电致塑性机制；揭示脉冲电流作用下超细晶/纳米晶形成机制；对制备的超细晶/纳米晶Ti2AlNb合金进行原位组织调控，揭示脉冲电流对其微观结构动态行为的作用机制，并对其热加工性进行评价；最终，以轻质耐高温紧固螺栓为典型构件进行试验验证，为合理确定超细晶/纳米晶Ti2AlNb合金塑性加工工艺和发展性能优异的超细晶/纳米晶零部件奠定理论基础。

结项摘要

随着航空航天领域关键装备轻量化需求的日益增加，Ti2AlNb合金等新型轻质耐高温结构材料亟待得到更广泛的应用。基于此，本项针对Ti2AlNb合金所面临的塑性变形能力差、变形温度高、设备条件苛刻等颈问题，深入研究了Ti2AlNb合金电流辅助变形机制，开展了如下工作：（1）研究了Ti2AlNb合金的电流辅助加热规律，得到了Ti2AlNb合金电流辅助下目标温度与电流之间T=1.3I+230℃；（2）构建了脉冲电流条件下Ti2AlNb合金本构模型，解耦了电场下的激活能；（3）阐述了Ti2AlNb合金电致塑性机制，电流促进位错滑移，抑制位错缠结，提高塑性；（四）揭示了Ti2AlNb合金剪应力变形机理，电场促进原子迁移，再结晶形核，晶粒细化；（五）研究了脉冲电流原位热处理对变形组织的影响规律及（六）超细晶Ti2AlNb合金热处理组织演变研究。总体上，Ti2AlNb合金脉冲电流辅助变形过程中合金变形能力提高与电流影响合金微观结构动态行为（微观组织形貌、相转变、位错运动、原子扩散等）密切相关，这为难变形材料塑性加工奠定了理论基础。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Microstructural Evolution and Mechanical Properties of Ti-22Al-25Nb Alloy Fabricated by High-Pressure Torsion under Ageing Treatment
时效处理高压扭转Ti-22Al-25Nb合金的组织演变及力学性能
  • DOI：
    10.1007/s11665-022-07465-1
  • 发表时间：
    2022-10
  • 期刊：
    Journal of Materials Engineering and Performance
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Huan Li;Wencong Zhang;Jianlei Yang;Jinqi Pan;Wenzhen Chen;Guorong Cui;Guofeng Wang;Guannan Chu
  • 通讯作者：
    Guannan Chu
Dissimilar diffusion bonding behaviour of Ti2AlNb alloy and TiBw/Ti64 composites using the Ti interlayer
Ti2AlNb 合金和 TiBw/Ti64 复合材料使用 Ti 中间层的异种扩散连接行为
  • DOI：
    10.1080/13621718.2021.1982340
  • 发表时间：
    2021-09
  • 期刊：
    Science and Technology of Welding and Joining
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Jinqi Pan;Wencong Zhang;Wen Zhang;Jianlei Yang;Wenzhen Chen;Guorong Cui
  • 通讯作者：
    Guorong Cui

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其他文献

GNSS信号多径误差非包络评估方法
  • DOI：
    10.13203/j.whugis20140073
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    武汉大学学报(信息科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨建雷;金天;黄智刚;秦红磊;崔吉慧
  • 通讯作者：
    崔吉慧
基于iGMAS的BDS卫星广播轨道精度分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    无线电工程
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张晓旭;陈国通;张璞;杨建雷;王小娜;许文倩
  • 通讯作者：
    许文倩
基于iGMAS的星载原子钟性能评估
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    无线电工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈国通;张璞;张晓旭;杨建雷;邵士凯;魏冉
  • 通讯作者：
    魏冉
补0的TD-AltBOC多信号分量联合捕获方法
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1006-7043.201403074
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    哈尔滨工程大学学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    杨建雷;金天;黄智刚;秦红磊
  • 通讯作者：
    秦红磊

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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