氢致微结构演变对高强Zr合金热加工软化效应的协同作用机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901029
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 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:
    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

The poor hot workability is the bottleneck for the further application of new 47Zr-45Ti-5Al-3V alloy. The preliminary research from our team found producing 47Zr alloy in gaseous mixture of hydrogen and argon (Melt hydrogenation) had greatly improved its hot workability, and the flowing stress drop is up to 50%. In view of this, we intend to prepare 47Zr alloy with different hydrogen content by melt hydrogenation. Through theoretical modeling and calculation, this project will establish the thermodynamic and kinetic model of hydrogen dissolution during melting process. The effect of hydrogen on the work hardening index and flow stress during high temperature compression were studied by dynamic thermal simulation. This project will study influence of hydrogen on its solidification structure and high temperature deformation mechanism. And this project will reveal the multiple influence mechanism of hydrogen on phase composition, dislocation and dynamic recrystallization. And clarify the interaction mechanism betweenphase composition, dislocation and dynamic recrystallization. Base on this, the synergistic mechanism of phase composition, dislocation and dynamic recrystallization with different hydrogen contents on the hot workability of 47Zr alloy will be revealed. Finally, the hydrogen content and mechanical properties of the 47Zr alloy were studied by vacuum dehydrogenation.This project will explore a simple, efficient and non-obvious method to change the composition of alloys during service, to improve the hot workability of 47Zr alloy, and provide theoretical basis and experimental guidance for breaking the application bottleneck of new high-strength Zr alloy.
热加工性能差是限制新型高强47Zr-45Ti-5Al-3V合金(47Zr)进一步应用的瓶颈。项目组前期探索研究发现,在氢-氩混合还原性气体中熔炼(液态置氢)制备的47Zr合金,其高温变形时流变应力降幅高达50%,热加工性能大幅提升。鉴于此,本项目拟采用液态置氢制备不同含氢量的47Zr合金,首先建立合金熔体氢溶解的热力学与动力学模型;研究氢对其凝固组织的影响规律;通过动态热模拟,研究氢对其高温变形机制的影响,揭示氢对微结构包括相组成、位错以及动态再结晶的多重影响机制;阐明微结构之间的交互作用机制;在此基础上,揭示不同氢含量下相组成、位错以及动态再结晶三者对47Zr合金热加工性能的协同作用机理;最后通过真空脱氢,研究其氢含量和力学性能的变化规律。探索一种简单、高效且不明显改变合金服役时成分的方法,来提高47Zr合金的热加工性能,为突破新型高强Zr合金的应用瓶颈提供理论依据和实验指导。

结项摘要

针对新型高强47Zr-45Ti-5Al-3V(ZrTiAlV)合金热加工性能差的问题,本研究采用液态置氢技术,即在氢-氩混合还原性气体中直接熔铸合金,将氢作为ZrTiAlV合金热加工时的临时合金化元素来提高其热加工性能。研究发现液态置氢降低了ZrTiAlV合金的β/(α + β)转变温度,增加了凝固组织中的β相含量,同时细化了初生β相尺寸。热模拟结果显示液态置氢明显降低了ZrTiAlV合金在(α + β)两相区内变形的峰值应力,显著提升了其热加工性能,并将其最佳热加工窗口由775-900℃和0.01-0.1s-1拓展至700-900℃和0.01-1s-1。高温变形组织分析结果表明液态置氢增加了β相含量,促进了位错滑移并激活了动态再结晶过程,进而导致其热加工性能显著提升。本项目实施阶段负责人及其团队计划发表SCI论文4~6篇,实际发表SCI论文14篇,协助培养硕士研究生1名,同时协助指导博士研究生和硕士研究生各1名。本项目相关研究成果对于提升ZrTiAlV合金热加工性能、降低其加工成本,并最终拓展ZrTiAlV合金的应用范围具有重要的参考价值。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High-ductility AA6061 alloys produced by combination of sub-rapid solidification and Cr-alloying
亚快速凝固与Cr合金化相结合生产的高延展性AA6061合金
  • DOI:
    10.1016/j.jmrt.2022.03.034
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Materials Research and Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xuan Wang;Pin-Kui Ma;Shao-You Zhang;Xu Liu;Cheng Wang;Da-Wei Wang;Hui-Yuan Wang
  • 通讯作者:
    Hui-Yuan Wang
High strength-ductility synergy induced by sub-rapid solidification in twin-roll cast Al-Mg-Si alloys
双辊铸造 Al-Mg-Si 合金中亚快速凝固引起的高强度-延展性协同作用
  • DOI:
    10.1016/j.jmrt.2021.12.055
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Materials Research and Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shao-You Zhang;Xuan Wang;Xu Liu;Yuan-Ting Mo;Cheng Wang;Tuo Cheng;Orest Ivasishin;Hui-Yuan Wang
  • 通讯作者:
    Hui-Yuan Wang
置氢处理对铸态TiZrAlV合金高温变形行为及显微组织的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐敏;陈莉君;王轩;栾佰峰;刘庆
  • 通讯作者:
    刘庆
Comparing the role of Zr and Hf atoms on microstructure and mechanical properties optimization of Ti2AlN reinforced Ti48Al 0.5W composites
比较Zr和Hf原子对Ti2AlN增强Ti48Al 0.5W复合材料微观结构和力学性能优化的作用
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2022.168159
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Siyu Chen;Yingmei Tan;Xuan Wang;Feng Cao;Liang Wang;Yanqing Su;Jingjie Guo
  • 通讯作者:
    Jingjie Guo
Evaluation on tribological characteristics of (TiC+TiB)/Ti-6Al-4V composite in the range from 25 degrees C to 600 degrees C
(TiC TiB)/Ti-6Al-4V复合材料25~600℃摩擦学特性评价
  • DOI:
    10.1103/physrevb.83.155402
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Wear
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Zheng Bowen;Dong Fuyu;Yuan Xiaoguang;Zhang Yue;Huang Hongjun;Zuo Xiaojiao;Luo Liangshun;Wang Liang;Su Yanqing;Wang Xuan;Shi Kun
  • 通讯作者:
    Shi Kun

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  • 通讯作者:
    赵克
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  • 作者:
    王新坤;樊二东;徐胜荣;张晨曦;薛子龙;王轩
  • 通讯作者:
    王轩
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    谢方民
基于互联网搜索指数的多因素集成下人民币汇率预测
  • DOI:
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    2017
  • 期刊:
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  • 作者:
    王轩;杨海珍
  • 通讯作者:
    杨海珍

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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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