位错偏析诱导镁合金纳米化及其变形机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901103
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0101.金属材料设计、计算与表征
  • 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

Grain refinement can improve both the strength and ductility of magnesium (Mg) alloys, which is of great significance for its application in the lightweight components. The development of new methods to help the nanocrystallizaiton of Mg alloys becomes a hotspot of the current research. However, the grain refinement induced by dynamic recrystallization, which needs to deform the material to a large strain, is not suitable for Mg alloys owing to their poor formability at low temperatures. Meanwhile, high speed of recover occurred when the Mg alloys are deformed at high temperature, which also restrains the grain refinement. In this project, we propose a novel method to produce nanocrystalline Mg alloys, which is assisted by dislocation segregations. The detailed research plans include: To explore the preparation technology, and to optimized the process of nanocrystalline Mg alloys; To investigate the relationship between microstructure evolution and mechanical properties enhancement, and to explore the processing of nanocrystallization; To study deformation mechanism of nanocrystalline Mg alloys using in-situ atomic-scale microscopy. There are two key scientific issues to be addressed in this project including: The structure, properties and the formation mechanism of nanocrystalline Mg alloy, and in situ study the deformation mechanism of the nanocrystalline Mg alloys. The research of this project will enrich the technology of nanocrystallization of magnesium alloys and promote the industrial application of Mg alloy with high strength and ductility.
晶粒细化可同时提高镁合金的强度与塑性,对其在轻量化领域的推广应用具有重要意义。如何以新思路,解决镁合金纳米化困难的问题,开发其新型的纳米化技术是目前的研究热点之一。由于传统的动态再结晶细化晶粒需要对材料施以大变形量,并且为了抑制回复,变形温度还不能太高,该机制并不适用于变形能力差的镁合金,本项目拟利用溶质元素与位错的交互作用,以位错偏析诱导镁合金的纳米晶形成,提出一种新型的适合于镁合金的晶粒纳米化机制。具体研究内容包括:探索纳米晶镁合金的制备技术及其工艺优化;研究纳米晶镁合金的组织演化与力学性能的关系,探索其纳米化过程;基于原位变形技术对纳米晶镁合金的纳米和原子尺度变形机制进行深入研究。拟解决的两个关键科学问题是:纳米晶镁合金的结构、性质及形成机理和纳米晶镁合金的原位变形机制。该项目研究及其成果对于丰富镁合金纳米化研究技术,推动高强韧镁合金材料的工业化应用具有重要意义。

结项摘要

晶粒细化可同时提高镁合金的强度与塑性,对其在轻量化领域的推广应用具有重要意义。如何以新思路,解决镁合金纳米化困难的问题,开发其新型的纳米化技术是目前的研究热点之一。本项目通过冷轧变形结合热处理工艺成功制备了Mg-Ag纳米晶材料。研究发现,高密度非基面位错在轧制变形过程中产生并缠结形成位错墙和位错胞;在后续退火过程中Ag元素在位错核心通道形成偏析结构,与位错发生交互作用,发生回复诱导镁合金位错墙转变为小角晶界促使纳米晶的形成。此外,基于纳米异构材料的理念,本项目制备了Mg-5Y/Mg-11Y/Mg-5Y和AZ31/GW103K/AZ31层状异构镁合金材料,获得了高强高韧的综合力学性能。. 本项目还深入研究了合金元素,晶粒尺寸对镁合金变形机制的影响。通过纯Mg和Mg-Y合金对比研究发现,仅3%的Y元素的添加使得Mg-Y合金的延伸率从5.3%提升到20.7%。TEM结果表明大量的非基面<c>位错和层错是Mg-Y合金获得高延伸率的重要原因。而不同晶粒尺寸的纯Mg的研究表明,晶粒尺寸为125μm的纯Mg由于主要产生基面<a>滑移,其塑性较差。双束条件表明随着晶粒尺寸减小到5.5μm时,大量层错和非基面<c+a>位错的产生是细晶纯Mg的额外变形机制,使纯Mg拥有较好的加工硬化能力和良好的均匀延伸率,带来材料强度和塑性的同时提高。. 该项目研究及其成果对于丰富镁合金纳米化研究技术,推动高强韧镁合金材料的制备及工业化应用具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
Improving ductility of Ti–6Al–4V alloy via rotational hot rolling
旋转热轧提高Ti~6Al~4V合金的延展性
  • DOI:
    10.1016/j.vacuum.2021.110404
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Elsevier
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shuaizhuo Wang;Zhaohua Hu;Wang Zeng;Huang Jiaxi;Lirong Xiao;Hao Zhou
  • 通讯作者:
    Hao Zhou
Atomic-scale three-dimensional structural characterisation of twin interface in Mg alloys
镁合金孪晶界面的原子尺度三维结构表征
  • DOI:
    10.1080/09500839.2020.1774935
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Philosophical Magazine Letters
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Lei Li;Shuangzhuo Wang;Lirong Xiao;Xuefei Chen;Kang Wei;Huiyan Ning;Y;ong Yu;Dongdi Yin;Hao Zhou
  • 通讯作者:
    Hao Zhou
Formation mechanism of co-axial grain boundaries in a Mg alloy
镁合金同轴晶界的形成机制
  • DOI:
    10.1016/j.jma.2022.06.009
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Journal of Magnesium and Alloys
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Zhen Peng;Yi Liu;Lirong Xiao;Yue Yang;Bo Gao;Mengning Xu;Zhaohua Hu;Y;ong Yu;Xuefei Chen;Hao Zhou
  • 通讯作者:
    Hao Zhou
Effect of Rolling Temperature on the Structural Refinement and Mechanical Properties of Dual-Phase Heterostructured Low-Carbon Steel
轧制温度对双相异质结构低碳钢组织细化和力学性能的影响
  • DOI:
    10.3390/met12010115
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Metals
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Tao Xu;Zhiyi Pan;Bo Gao;Jiaxi Huang;Xuefei Chen;Yi Liu;Lirong Xiao;Hao Zhou
  • 通讯作者:
    Hao Zhou
In-situ TEM observations on interaction of basal dislocations and β′ phases in a Mg–Gd binary alloy
Mg-Gd 二元合金中基底位错与β-相相互作用的原位 TEM 观察
  • DOI:
    10.1016/j.msea.2022.143017
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Materials Science and Engineering: A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Mengning Xu;Na Li;Xuechao Sha;Yi Liu;Bo Gao;Lirong Xiao;Xuefei Chen;Hao Zhou
  • 通讯作者:
    Hao Zhou

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其他文献

体心立方金属Mo纳米线拉伸塑性行为的原位透射电子显微镜观察
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    电子显微学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢艳;王立华;邓青松;胡忠武;肖礼容;向思思;张泽;韩晓东
  • 通讯作者:
    韩晓东

其他文献

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纳米多尺度析出异构镁合金变形及强韧化机理
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
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    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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