项目名称： 耐损伤高强铝合金组织与性能调控技术研究

　　主要完成人： 刘文辉 邓运来 陈宇强

　　主要完成单位： 湖南科技大学 中南大学

　　铝合金具有密度低、比强高、导热性好等一系列优点，在航空航天、轨道交

　　通以及核电工程等领域有着非常广泛的应用， 然而，疲劳损伤一直是威胁铝合金

　　构件服役安全的主要原因。 因此，设计制备耐损伤高强铝合金一直是工程与材料

　　科学领域研究的热门课题。 本项目以晶体塑性理论为基础， 建立织构演化、 微空

　　洞、微裂纹演化的 3D 晶体细观模型，为高强铝合金构件的损伤演化研究赋予真

　　实的几何形象和物理过程， 模拟分析第二相、 晶体取向等对铝合金损伤演化的影

　　响，优化高强铝合金微观组织以提高铝合金断裂性能。 以优化的微观组织为目标，

　　通过调控材料成分、均匀化制度、固溶处理、淬火工艺制备耐损伤高强铝合金。

　　发表的 8 篇代表性论文他引 283 次，SCI 他引 100 余次，受到了国内外同行的高

　　本项目完成了国家 973 计划 2 项、国家自然科学基金委机械工程学科青年基

　　金 1 项，另有 3 项在研国家自然科学基金。 本项目采用理论分析、 计算模拟和实

　　验分析等手段，从宏、细、微观三个尺度揭示铝合金构件中晶体取向、粒子形状

　　与尺寸、织构等对损伤形核及演化的影响， 探明有利于提高高强铝合金断裂性能

　　的细观结构，蕞后通过优化材料成分、均匀化制度、固溶处理、淬火工艺来调控

　　铝合金的第二相粒子、 晶体取向分布， 制备耐损伤高强铝合金， 取得了系列创新

　　性的研究成果： 1）在有限元模型中以晶体取向为桥梁引入材料的织构信息和考

　　虑各向异性效应的晶体塑性本构模型，首次建立了晶体取向与损伤演化的

　　体有限元模型， 揭示了晶体取向影响空洞形状、 空洞长大方向、 空洞加速聚合以

　　及裂纹形成的原因； 2）建立了铝合金损伤演化的多晶体有限元模型， 确立了 FCC

　　晶体中取向差对空洞聚合的影响， 首次从位错滑移理论的角度揭示了再结晶影响

　　合金断裂模式的物理本质； 3）揭示了高强度铝合金在均匀化热处理过程中第二

　　相粒子间的交互作用机理， 建立了一种促进 Al 3Zr 相均匀分布的热处理技术模型，

　　提出了一种提高铝合金疲劳性能的均匀化制度； 4）探明了高强度铝合金织构、

　　第二相粒子等显微组织在分级固溶热处理过程中的演变规律， 揭示了固溶制度对

　　织构及损伤演化的影响规律； 5）建立了高强铝合金淬透性的表征方法，确定了

　　淬火冷却过程中主合金元素、 微合金化以及晶体缺陷对高强度铝合金淬火敏感性

　　的影响机理； 6 ）结合原位观测以及微观组织分析，阐明了粗大第二相、晶界以

　　及晶粒取向等微结构特征对铝合金疲劳行为的本质作用机理，揭示了

　　Brass 等织构特征对铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响机理， 制备了不同晶粒尺寸

　　以及织构特征的合金，分析了 Brass 和 Cube织构对铝合金疲劳裂纹扩展速率的

　　影响，进一步验证了微结构特征对铝合金疲劳损伤行为的影响规律， 提出了一种

　　黄铜织构抗疲劳铝合金板材的加工方法。 这些研究成果为高强高韧铝合金构件的

　　设计、成形及加工提供了重要的理论依据和技术支持。

　　©2022Baidu由百度智能云提供计算服务

产业招商/厂房土地租售：400 0123 021
或微信/手机：13524678515; 13564686846; 13391219793 
请说明您的需求、用途、税收、公司、联系人、手机号，以便快速帮您对接资源。 
长按/扫一扫加葛毅明的微信号

扫一扫关注公众号