织构平衡优化镁合金强度与阻尼性能机理研究

本项目以镁基阻尼Mg-Zr合金材料体系为研究对象，基于Granato 和Lücke位错钉扎－脱钉模型和微观晶体塑性理论，拟从金属成形与加工技术着手，采用不同的塑性变形与加工方式，调节镁合金微观晶体取向及晶界分布特征等结构特点，在材料力学性能／阻尼性能平衡优化之间寻找新的切入点。重点研究织构对镁基阻尼合金强度及阻尼性能的影响规律，探明不同变形模式下可能的微观滑移或/和孪生塑性变形机制及镁合金强度与阻尼性能平衡优化机理；考虑晶体取向分布因素，建立织构作用条件下镁合金内耗产生与控制模型；在现有镁基阻尼合金体系的基础上，探索高强高阻尼镁合金综合性能优化的成形与加工制备方法，解决其强度和阻尼性能之间的矛盾，开发高强高阻尼镁基阻尼合金，丰富和发展镁合金阻尼与强韧性平衡优化理论。项目的完成将为武器装备用支撑联接构件的应用奠定技术基础，同时有望拓展镁基阻尼合金在我国国防军工及民用等高新技术的应用领域。

本项目以镁基阻尼合金材料体系为基础，对不同化学成分镁合金进行了熔炼及净化处理，通过不同的塑性变形加工方式（单向轧制与交叉轧制、挤压、多向锻造等）及热处理，获得了具有不同原始组织和初始织构的镁合金多晶样品。运用MTS材料测试系统等实验装置，分析了不同条件下织构多晶镁力学性能与变形特征，结合OM、SEM-EBSD、TEM、ODF以及DMA等微观组织和织构测试、分析及表征技术，系统研究了相应条件下镁合金的微观组织、力学性能及阻尼性能。基于微观晶体塑性细观力学和Granato 和Lücke位错钉扎－脱钉模型，考虑晶体学取向分布即织构的影响及不同变形条件下可能的微观塑性变形机制，研究了镁合金织构对其力学、阻尼性能的影响规律以及导致其各向异性的微观机理，在材料力学性能／阻尼性能平衡优化之间寻找新的切入点。重点研究了镁合金织构对镁基阻尼合金强度及阻尼性能的影响规律，探讨了不同变形模式下可能的微观滑移或/和孪生塑性变形机制及镁合金强度与阻尼性能平衡优化机理；揭示了挤压板材微观组织形成机理和锻造过程中组织演变规律和晶粒细化机制；在现有镁合金体系的基础上，探索高强高阻尼镁合金综合性能优化的成形与加工制备方法，解决其强度和阻尼性能之间的矛盾，开发高强高阻尼镁基阻尼合金，丰富和发展镁合金阻尼与强韧性平衡优化理论。项目的完成将为武器装备用支撑联接构件的应用奠定技术基础，同时有望拓展镁基阻尼合金在我国国防军工及民用等高新技术的应用领域。在本项目资助下，已在国内外知名学术期刊《Mater. Sci. Eng. A》（1篇）、《J. Mater. Res.》（1篇）、《J. Alloy Compd.》（1篇）、《J. Mater. Eng. Perform.》（1篇）、《Surf. Coat. Technol.》（1篇）、《Trans. Nonferrous Met. Soc. China》（1篇）、《Mater. Sci. Technol.》（2篇）、《Mater. Des.》（3篇）、《中国有色金属学报》（1篇）、《宇航材料工艺》（1篇）、《热加工工艺》（2篇）、《中南大学学报（自然科学版）》（3篇）及《兵器材料科学与工程》（3篇）等上发表标注有本基金资助的论文21篇，其中SCI收录11篇，EI收录16篇。培养标注有本基金资助的毕业博士生1名，硕士生2名。授权未标注的国家发明专利9项。