多元素交互作用与Ni-Fe-Cr基合金组织稳定性的相关性

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51301171
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    王常帅
  • 依托单位：
    中国科学院金属研究所
  • 学科分类：
    E0104.金属结构材料与力学行为
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The Ni-Fe-Cr based alloy GH984 is a candidate materials for 700℃ advanced ultra supercritical power plants.However,the η and σ phase precipitate during long-term thermal exposure due to the high Fe, Cr content and Ti/Al ratio. This restrictes the construction of power plants. But the influence mechanism of Fe、Cr、Ti and Al on the η and σformation and evolution of Ni-Fe-Cr based alloy is not clear during long-term thermal exposure for tens of thousands of hours. In this project, by adjusting the Fe, Cr, Ti and Al content, the precipitation and evolution of η and σ phase, and the distribution characteristics of alloy elements are investigated during long-term thermal exposure for tens of thousands of hours. The influence mechanism of elements interaction on η and σ formation and evolution will be clarified.The influence of microstructure characteristics on mechanical properties is also studied. The relationship among alloy elements, structural characteristics and stability and mechanical properties is established to take advantage of Fe, Cr, Ti and Al elements,improve the endurance strength of alloy,control harmful phase precipitation and prove the scientific foundation for the design of Ni-Fe-Cr based alloy.
700℃先进超超临界火电机组(A-USC)用高性能Ni-Fe-Cr基合金GH984的Fe、Cr含量和Ti/Al都很高，导致长期时效时合金组织失稳，析出有害η和σ相，成为制约火电机组建设的瓶颈，但在Ni-Fe-Cr基合金长达上万小时时效过程中，Fe、Cr、Ti和Al元素交互作用对η和σ相形成及演化的作用机制尚不清楚。通过调整Fe、Cr、Ti和Al含量，考察长达上万小时时效过程中合金元素分布特征、η和σ相的析出和演化规律，明确元素交互作用对η和σ相析出和演化的作用机制，研究组织特征影响力学性能的规律，建立合金元素-组织特征及其稳定性-力学性能之间的联系，以充分发挥Fe、Cr、Ti和Al各自的优势，提高合金持久强度同时控制有害η和σ相析出，为高性能Ni-Fe-Cr基合金材料设计奠定科学基础。

结项摘要

700℃先进超超临界火电机组(A-USC)用Ni-Fe-Cr 基合金具有高Fe、Cr含量和Ti/Al的特点，服役条件下长期使用易析出有害η和σ相，降低合金性能。本项目系统研究了Ni-Fe-Cr 基合金中η和σ相的形成和演化及其对力学性能的影响规律，合金元素交互作用与η和σ相析出的相关性，取得了一些创新性成果。研究表明，Ni-Fe-Cr 基合金中析出的η相为Ni3Ti型，通过消耗γ'相长大，长大方式为台阶长大，长大过程受Ti元素扩散控制。η相首先在晶界析出，随后在晶内析出并形成魏氏组织，低Ti/Al比、高Ti+Al含量或低Fe含量降低η相的析出倾向。σ相为(Ni, Fe)(Cr, Mo)型，高Fe、Cr和Mo含量导致基体过饱和是σ相析出的根本原因。σ相析出倾向不仅与电子空位数Nv和d电子理论计算的Md值相关，还与合金的Cr/Fe比相关，低Cr/Fe比降低σ相的析出倾向。合金变形过程中η和σ相周围均会形成应力集中，小尺寸的η相不会成为裂纹源，而大尺寸或魏氏组织η相或小尺寸的σ相却会成为裂纹源而显著降低合金力学性能。研究结果可以为Ni-Fe-Cr 基合金组织及性能控制提供参考，为设计和开发性能优良的Ni-Fe-Cr 基合金提供理论基础。.项目组通过3年的研究，完成了研究任务，实现了预定目标。在Materials and Design、Materials Science and Engineering A、Journal of Materials Research等国际和国内期刊发表论文11篇，其中SCI学术论文9篇。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Microstructural changes and their effect on tensile properties of a Ni-Fe based alloy during long-term thermal exposure
长期热暴露过程中镍铁基合金的微观结构变化及其对拉伸性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2016.06.018
  • 发表时间：
    2016-07
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering: A
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Changshuai Wang;YongAn Guo;Jianting Guo;Lanzhang Zhou
  • 通讯作者：
    Lanzhang Zhou
Microstructural stability and mechanical properties of a boron modified Ni–Fe based superalloy for steam boiler applications
用于蒸汽锅炉应用的硼改性镍铁基高温合金的微观结构稳定性和机械性能
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2015.05.026
  • 发表时间：
    2015-07
  • 期刊：
    Materials Science & Engineering A
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Changshuai Wang;YongAn Guo;Jianting Guo;Lanzhang Zhou
  • 通讯作者：
    Lanzhang Zhou
Microstructural characteristics and mechanical properties of a Mo modified Ni–Fe–Cr based alloy
Mo改性Ni-Fe-Cr基合金的显微组织特征和力学性能
  • DOI：
    10.1016/j.msea.2016.08.081
  • 发表时间：
    2016-10
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering: A
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Changshuai Wang;Yongan Guo;Jianting Guo;Lanzhang Zhou
  • 通讯作者：
    Lanzhang Zhou
Thermalstability and tensile properties of GH984G for A-USC power plants
A-USC 发电厂 GH984G 的热稳定性和拉伸性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Materials Science Forum
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Meilin Tan;Changshuai Wang;Jianting Guo;Lanzhang Zhou
  • 通讯作者：
    Lanzhang Zhou
Microstructure evolution and mechanical properties of GH984G alloy with different Ti/Al ratios during long-term thermal exposure
不同Ti/Al比GH984G合金长期热暴露过程中的组织演变及力学性能
  • DOI：
    10.1016/j.matdes.2014.05.020
  • 发表时间：
    2014-10
  • 期刊：
    Materials & Design
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Wen Sun;Xuezhi Qin;Jianting Guo;Lanzhang Zhou
  • 通讯作者：
    Lanzhang Zhou

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  • 作者：
    高双;侯介山;杨飞;王常帅;周兰章
  • 通讯作者：
    周兰章

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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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