镁合金晶间变形协调性定量研究及高塑韧性镁合金设计

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51771109
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0104.金属结构材料与力学行为
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The application of wrought magnesium alloys is restricted due to their poor ductility and workability at room temperature caused by the plastic anisotropy and the poor deformaiton compatibility at grain level. This project investigates deformaiton compatibility quantitatively by using in-situ deformation in scanning electron microscopy (SEM) combined with electron backscattered diffraction (EBSD), focused ion beam miller (FIB) and digital image correlation (DIC) techniques. In addition, this project develops Crystal Plasticity Based Finite Element Method ( CPFEM) modeling by considering grain orientations and grain morphology. Current discussion on deformaiton mechanism of Mg alloy are limited on that in grain interior or on macro-scale, few comments were provided on the intergranular deformation behavior, here the project will make the breakthrough based on the investigate quantitatively and CPFEM modeling. The reliability on the microstructure of deformaiton behavior in macro-, intergranular or intragranular will be discussed further. And based on the datas from in-situ observation, the effects of grain orientations, distribution and grain boundaries on the crack nucleation and propagation were analyzed as well. The goal of the project is to get the key microstructure factors which affect the deformation compatibility, to suggest a good way to improve the deformation compatibiliy of Mg alloy, and to develop a reliable CPFEM models relating to the grain orientations, grain morphology and grain boundaries. Finally give strong supports for developing of high ductility wrough Mg alloy.
镁合金从介观到宏观尺度存在变形行为各向异性,晶间变形协调性差,导致镁合金的成形性及断裂韧性差,这是限制其工业应用的瓶颈问题。本项目拟采用原位背散射电子衍射(EBSD)、原位扫描电子显微镜(SEM)、辅助聚焦离子束(FIB)及数字图像相关(DIC)技术,对镁合金晶间变形协调性定量分析。采用晶体塑形有限元法,引入晶粒取向及形貌相关的材料因子,优化镁合金多晶体塑性有限元模型。突破现有镁合金变形理论从晶内直接跨度到宏观的局限,讨论晶内、晶间变形及宏观应力应变响应对镁合金微观组织的依赖性。从晶间变形的原位观察及分析出发,揭示晶粒取向、分布及界面特征对镁合金裂纹萌生及扩展的影响规律。探明影响镁合金晶间变形协调性的关键微观组织因素,并提出改善晶间变形协调性的微观组织调控原则,建立考虑晶粒取向、晶粒形貌及界面因素的镁合金多晶体塑性变形模型。为开发高塑韧性、高成形性镁合金奠定理论基基础。

结项摘要

镁合金从介观到宏观尺度存在变形行为各向异性,晶间变形协调性差,导致镁合金的成形性及断裂韧性差,这是限制其工业应用的瓶颈问题。为了探明晶粒度、织构、晶间、相界等多维结构对镁合金介观及宏观变形行为的影响,并探索高塑韧性合金的设计理论。本项目采用了原位背散射电子衍射(EBSD )、原位扫描电子显微镜(SEM)、辅助聚焦离子束(FIB)及数字图像相关(DIC)技术,对镁合金晶间变形协调性定量分析。介观尺度的量化分析,有助于突破现有镁合金变形理论从晶内直接跨度到宏观的局限,讨论晶内、晶间变形及宏观应力应变响应对镁合金微观组织的依赖性。从晶间变形的原位观察及分析出发,揭示晶粒取向、分布及界面特征、第二相的分布及相界面构型等对镁合金裂纹萌生及扩展的影响规律。本项目取得了如下成果:.(1)建立了织构组分、晶粒度、晶粒分布界面对应的宏观应力应变相关性。探明了晶粒度、织构与室温力学性能量化关系。.(2)基于原位 SEM、EBSD 及 DIC 的数据定量分析了镁合金晶内变形模式及晶间变形模式的传递。提出了考虑晶粒取向和界面关系的变形协调因子Mk,建立了Mk与力学行为的量化关系。.(3) 通过结合分析裂纹附近的微观组织形貌和晶粒取向信息相关性,表明裂纹的产生与晶间的变形不协调性有着明显的关系。可采用F1因子来定量分析镁合金的裂纹萌生问题,并且还探明了Mg-8%Gd-3%Y 合金中第二相分布、织构、晶粒度等因素对裂纹萌生及扩展的影响。提出了提高镁合金断裂韧性的微观组织调控原则。.(4)在探明了单相合金晶粒取向、晶界特征对镁多晶体局部应变分布及变形不均匀性的影响机理的基础上。针对Mg-Li双相合金的介观尺度变形行为进行了研究,探明了双相界面及构型对局部应变及变形行为的影响机理,提出了改善镁合金晶间变形协调性的微观组织调控原则。.(5)本项目通过TEM与原子分辨率的HAADF-STEM表征技术,对挤压态Mg-0.5Ce和Mg-2Gd合金在200℃下的蠕变性能及蠕变机理进行深入的研究发现,稀土原子除了与位错发生弹性交互作用带来固溶强化以外,还可以在位错附近偏聚,钉扎位错,从而改善镁合金的高温抗蠕变性能。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effect of phase morphology on microscopic deformation behavior of Mg–Li–Gd dual-phase alloys
相形貌对Mg-Li-Gd双相合金微观变形行为的影响
  • DOI:
    10.1016/j.msea.2021.140871
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Materials Science & Engineering A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jing Li;Li Jin;Fenghua Wang;Jie Dong;Shuai Dong
  • 通讯作者:
    Shuai Dong
Effects of microstructure on fracture toughness of wrought Mg-8Gd-3Y-0.5Zr alloy
显微组织对变形Mg-8Gd-3Y-0.5Zr合金断裂韧性的影响
  • DOI:
    10.1016/j.matchar.2019.109899
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Materials Characterization
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Li Jing;Jin Li;Dong Jie;Wang Fenghua;Dong Shuai
  • 通讯作者:
    Dong Shuai
Effect of pack-forging on microstructure and properties of Mg-Gd-Y-Zn-Zr alloy
堆锻对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织与性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.msea.2020.140674
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Wei Xiaoxiao;Jin Li;Liu Chuanlai;Wang Fenghua;Dong Shuai;Dong Jie
  • 通讯作者:
    Dong Jie
In Situ Electron Backscatter Diffraction Analysis for Microstructure Evolution and Deformation Models of Mg-Ce Alloy During Uniaxial Loading
单轴加载过程中Mg-Ce合金显微组织演化和变形模型的原位电子背散射衍射分析
  • DOI:
    10.1007/s40195-018-0865-7
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Acta Metallurgica Sinica (English Letters)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jiao Fang-Wei;Jin Li;Dong Jie;Wang Feng-Hua
  • 通讯作者:
    Wang Feng-Hua
The texture and its optimization in magnesium alloy
镁合金织构及其优化
  • DOI:
    10.1016/j.jmst.2019.10.010
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Materials Science & Technology
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Wu Jialin;Jin Li;Dong Jie;Wang Fenghua;Dong Shuai
  • 通讯作者:
    Dong Shuai

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其他文献

冻融循环作用对黑土有效磷含量变化的影响
  • DOI:
    10.13961/j.cnki.stbctb.2015.03.011
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    水土保持通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范昊明;靳丽;周丽丽;黄东浩
  • 通讯作者:
    黄东浩
季节性冻融作用对黑土坡面磷素流失的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    水土保持学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范昊明;黄东浩;周丽丽;靳丽
  • 通讯作者:
    靳丽
道次压下量和退火工艺对Mg-Zn-Ce-Zr合金微观组织及力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张亚萍;靳丽;董杰;章桢彦;王瑶
  • 通讯作者:
    王瑶
道次压下量和退火工艺对Mg-Zn-Ce-Zr合金微观组织及力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    靳丽;董杰;章桢彦;王瑶
  • 通讯作者:
    王瑶
Mg-Gd系合金时效析出研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汤伊金;章桢彦;靳丽;董杰;丁文江
  • 通讯作者:
    丁文江

其他文献

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靳丽的其他基金

高模量镁基复合材料的构型设计及塑性变形行为定量研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于溶质拖曳的镁稀土合金织构及晶界设计理论研究
  • 批准号:
    51271118
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    2012
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    面上项目
镁铈稀土合金层错能及织构形成机理研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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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

        graph TD
          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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