基于快速多向锻造和温锻细化晶粒的大型镁合金锻件组织性能调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51675127
  • 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:
    E0508.成形制造
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Magnesium alloy is particularly favored as its low density in the field which the loss of weight is very important. Current magnesium alloy forging applications are unsatisfactory in these areas, mainly due to the low strength in the magnesium alloy forgings, plus the poor formability at room temperature, limiting its application in the aerospace field. The current methods which improve the strength of magnesium alloys are still difficult to manufacture high-strength magnesium alloy forgings with large size. Recently the international scholars show that the twin deformation is the dominant deformation mechanism during grains refinement process in forging with high speed. In view of this, the applicant puts forward a multi-directional forging with high speed and warm forging method to control the microstructure and properties of magnesium alloys by grain refinement. The {10-12} twin and {10-11}-{10-12} double twin formation mechanism and the role in the formation new grains will be studied during multi-directional forging with high speed using molecular dynamics simulation. The relationship between basal and pyramidal slip, critical resolved shear stress, accumulation energy also will be studied. Make full use of the twinning deformation mechanism in magnesium alloy, promote twinning by changing forging directions, avoid the medium speed range which can not be used to forge magnesium alloy. It can obtain high strength and good plasticity by refine grains. In order to ensure the ultimate high strength in magnesium alloy forgings, the warm forging method is adopted after the grains refinement. In this project, the molecular dynamics method is adopted to study the nature mechanism of grain refinement of magnesium alloys. In addition, the FEM simulations are used to track the performance and the grains evolution during the multi-directional forging with high speed and warm forging process. The experimental process and the observation of the microstructure and mechanical properties are also combined to use in the project. The objective is to reveal the grain refinement mechanism under multi-directional forging with high speed and to explore a control and regulation method about the microstructure and performance of large magnesium alloy forgings by grain refinement to improve the strength and performance. This project will promote the technological progress of large magnesium alloy forgings in China.
镁合金在减重尤为重要航空航天领域受到青睐,镁合金锻件在这些领域应用却未达预期,主要原因之一是镁合金锻件强度较低,室温成形性较低。现存提高镁合金强度方法仍不易制备较大尺寸高强锻件。基于最近国际上对快速锻造孪生为主导晶粒细化这一机制的新认识,提出基于快速多向锻造和温锻细化晶粒的大型镁合金锻件组织性能调控。利用分子动力学研究快速多向锻造拉伸{10-12}孪生和{10-11}-{10-12}双拉伸孪生等形成机制和在形成新晶粒中作用,其与基面和锥面滑移、临界剪切应力、储存能等复杂作用机制,结合有限元模拟、工艺实验和微观组织观察研究晶粒细化关键影响因素。在此基础上,充分利用孪生变形,通过模具快速多向锻造细化晶粒,获得高强度同时拥有良好塑性。细化晶粒后再采用镁合金温锻技术,保证锻件最终高强度,目的是揭示快速多向锻造镁合金晶粒细化机理,探索出细化大型锻件晶粒、提高最终锻件强度的一种共性组织性能调控方法。

结项摘要

镁合金在减重尤为重要航空航天领域受到青睐,镁合金锻件在这些领域应用却未达预期,主要原因之一是镁合金锻件强度和室温成形性较低。项目通过分子动力学、有限元模拟和实验相结合,揭示镁合金锻坯快速多向锻造下晶粒细化的本质物理机理,制备晶粒细化的镁合金锻坯,提高锻坯室温塑性,同时温成形该类承载构件,调控锻件组织和性能,大幅度提高镁合金承载构件力学性能指标。.项目执行过程中围绕上述研究目标,建立了多向锻造的分子动力学模拟模型,研究了镁多向压缩过程中塑性变形行为;阐明了镁中{10-11}压缩孪晶和{10-12}拉伸孪晶的形成机制,孪生过程由孪晶位错运动主导,依靠原子剪切和迁动共同完成;揭示了位错、孔洞、第二相等缺陷对孪晶生长过程的影响规律,位错、孔洞、第二相均可以不同程度地阻碍孪晶生长,其阻碍作用的实质是缺陷与孪晶界上的孪晶位错发生反应,妨碍孪晶位错的正常运动;建立了变形过程中动态再结晶行为的元胞自动机模型,完成了不同变形参数对动态再结晶行为和组织影响的模拟研究。.完成了温度、应变速率和应变程度等对AZ80A、MB15镁合金及轻稀土镁合金Mg-7Gd-2Y-1Zn-0.5Zr多向锻造晶粒细化机制及组织性能影响的研究,结果表明挤压及多向锻造复合工艺分别使AZ80、MB15及Mg-7Gd-2Y-1Zn-0.5Zr镁合金平均晶粒尺寸由74.7µm、20µm、40.2µm细化到9.8µm、4.3µm、0.34µm,屈服强度由108.51MPa、185.65MPa、259.67MPa提高至179.29MPa、195.81MPa、412.60MPa,抗拉强度由258.48MPa、285.54MPa、362.30MPa提高至462.13MPa、434.35MPa、440.07MPa。.在此基础上研究了多向锻造后的细晶锻坯温锻工艺,并在承载结构件进行了相关验证。通过多向锻造及等温锻造技术获得的低成本轻稀土镁合金锻件屈服强度可达到337MPa,抗拉强度达到408MPa,且延伸率为12.2%。该项工作将为低成本镁合金锻件应用奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
The Instability Criterion for Bicrystal at Nanoscale
纳米级双晶的不稳定性准则
  • DOI:
    10.3390/met8120986
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Metals
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    袁林;许传龙;张江伟;单德彬;郭斌
  • 通讯作者:
    郭斌
Evolution of spherical nanovoids within copper polycrystals during plastic straining: Atomistic investigation
塑性应变过程中铜多晶内球形纳米空隙的演变:原子研究
  • DOI:
    10.1016/j.ijplas.2017.09.016
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF PLASTICITY
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Jing, Peng;Yuan, Lin;Guo, Bin
  • 通讯作者:
    Guo, Bin
Role of misorientation angle in twinning and dislocation slip for nano Mg bicrystals with [2-1-10] symmetric tilt grain boundaries under uniaxial compression and tension
单轴压缩和拉伸下[2-1-10]对称倾斜晶界纳米镁双晶孪晶和位错滑移中取向差角的作用
  • DOI:
    10.1088/1361-651x/ab0788
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    许传龙;袁林;Rajiv Shivpuri;单德彬;郭斌
  • 通讯作者:
    郭斌
Atomistic simulation of the stacking fault energy and grain shape on strain hardening behaviours of FCC nanocrystalline metals
堆垛层错能和晶粒形状对 FCC 纳米晶金属应变硬化行为的原子模拟
  • DOI:
    10.1080/14786435.2019.1643959
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Philosophical Magazine
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    袁林;敬鹏;许传龙;Rajiv Shivpuri;单德彬;郭斌
  • 通讯作者:
    郭斌
Size Effect in the Uniaxial Compression of Polycrystalline Ni Nanopillars with Small Number of Grains
少量晶粒多晶镍纳米柱单轴压缩的尺寸效应
  • DOI:
    10.1007/s11661-019-05334-6
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Metallurgical and Materials Transactions A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁林;许传龙;Rajiv Shivpuri;单德彬;郭斌
  • 通讯作者:
    郭斌

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

颗粒活性炭对乳酸钠的吸附及其特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王璞;柴立元;闵小波;王云燕;方艳;袁林;常皓
  • 通讯作者:
    常皓
三百棒对RA大鼠关节滑膜中VEGF、MMP-3表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    实用中医药杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴朝伟;向珊;向敏;袁德培;袁林
  • 通讯作者:
    袁林
利用多糖合成贵金属纳米粒子材料及其应用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    现代化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洋;彭红;袁林;刘玉环;阮榕生
  • 通讯作者:
    阮榕生
去泛素化酶OTUD3通过稳定PTEN抑制癌症发生发展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国细胞生物学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李洪昌;张鹏飞;袁林;张令强
  • 通讯作者:
    张令强
比例_积分_微分控制算法求解结构拓扑优化问题
  • DOI:
    10.13433/j.cnki.1003-8728.20200058
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    机械科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王文玥;赵清海;张洪信;张铁柱;袁林;李信卿;王新亮
  • 通讯作者:
    王新亮

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

袁林的其他基金

金属纳米线塑性变形加工硬化行为研究
  • 批准号:
    51175110
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于纳米压痕实验和跨尺度模拟技术的多晶材料微观塑性变形行为研究
  • 批准号:
    50705020
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码