微观相场法研究时效成形宏/纳观应力耦合效应下的动态沉淀-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

位置：立项数据库 > 立项详情页

微观相场法研究时效成形宏/纳观应力耦合效应下的动态沉淀

项目名称：微观相场法研究时效成形宏/纳观应力耦合效应下的动态沉淀
项目类别：面上项目
批准号：51075335
申请代码：E050804
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2013-12-31

项目负责人：王永欣
负责人职称：教授
依托单位：西北工业大学
批准年度：2010

中文摘要：

时效成形是蠕变成形与动态沉淀强化相结合的精确成形技术，既可实现大型复杂整体壁板的成形，又可利用动态沉淀机制获得更佳的微观结构和综合性能，故需探讨时效成形工艺、动态沉淀、合金的内在联系。本项目采用微观相场方法，从体- - 晶体结构、面- - 界面失配、点- - 反位缺陷三个空间尺度、维度，研究宏/纳观应力耦合效应下动态沉淀过程的微观结构演化，是精确成形技术、现代沉淀强化原理、先进模拟方法相结合的命题，属于时效成形微结构控制原理研究中凝练出的一个有普适性的科学问题，方案有特色。探明宏/纳观应力耦合效应的变化规律；明晰宏/纳观应力耦合效应下的预析出相、界面失配、反位缺陷的临界条件、规律和机制，提出控制途径和原理。以序参数、结构函数、关联函数、标度函数定量表征，有助于综合时效成形的宏/纳观力学与沉淀相变机制，优化时效成形工艺和选择时效成形合金，为改善微观结构和提高性能，提供理论支撑，有应用前景。

中文主题词：时效成形；动态沉淀；宏/纳观应力耦合；微观相场；微观结构

英文摘要：

Age forming；dynamic precipitation；coupled macro/nano stress；microscopic phase field；microstructure

英文主题词： Age forming；dynamic precipitation；coupled macro/nano stress；microscopic phase field；microstructure

结论摘要：

时效成型是是蠕变成形与动态沉淀强化相结合的精确成形技术，可在实现大型复杂整体壁板成形的同时获得更佳的微观结构和综合性能，已成为现代飞机制造技术的一个重要标志。时效成型是一种特殊的应力时效，一方面，外加宏观弹性应力使合金发生变形，随之产生应力松弛，在成型的不同阶段，宏观应力会对沉淀相的析出过程和生长产生不同影响；另一方面，沉淀相的微观结构、成分与母相不同，会引起微观弹性应力，且随沉淀相的形成、生长微观应力场也在不断变化。不同阶段两种应力的耦合作用不同，导致沉淀相的形成、生长机制，界面结构和原子占位规律不同，并不断变化，是一个动态的过程，这是沉淀理论中有待深入研究的内容，也是实验手段最难解决的问题。有助于综合时效成形的宏/微观力学与沉淀相变机制，优化时效成形工艺和选择时效成形合金，为改善微观结构和提高性能，提供理论支撑。本项目重点研究宏/纳观耦合应力对沉淀相析出、界面结构、原子占位三个不同尺度的影响，是精确成形技术、现代沉淀强化原理、先进模拟方法相结合的课题。研究内容包括宏/纳观应力耦合效应作用下，沉淀相的预析出行为；沉淀相间、沉淀相与基体间界面结构及其演化机制；沉淀相中原子占据晶格位置及反位缺陷的形成及演化规律。研究发现宏/纳观耦合应力对不同结构沉淀相的预沉淀行为有诱发或抑制作用；耦合应力对沉淀相的形成和生长取向、形貌有重要影响，可能形成不同轴比的沉淀相，并沿不同取向生长产生P型与N型筏化；同类沉淀相、异类沉淀相在不同位向关系下的界面有不同的结构，并引起溶质原子的偏聚，进而影响界面的迁移行为，导致沉淀相的取向性生长；反位缺陷主要出现在沉淀相形成早期，是有序相转化过程中的必然现象，也是不同结构有序相转化的结果，反位缺陷可以降低扩散阻力。完成了计划研究内容，实现了技术目标。有40篇论文在《INTERMETALLICS》、《Computational Materials Science》、《Science in China》、《Chinese Science Bulletin》、《金属学报》、《中国科学》等刊物上发表，超额完成计划的论文数量；有31篇被SCI收录和21篇被EI收录。培养硕士生9名，完成计划的培养人才数量。

成果综合统计