纳米增强铝基复合材料复杂构件短流程半固态模锻的基础研究

基本信息
批准号:51364035
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:48.00
负责人:闫洪
学科分类:
依托单位:南昌大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:胡志,周六如,黄文先,朱建彬,宋宪臣,罗忠民,饶远生,黄碧浩
关键词:
短流程半固态模锻复合材料纳米
结项摘要

It is expected that the strength property of compostes reinforced by nanoparticles would be enchanced considerably while the ductility of the compostes is retained.The rheological foundry is prone to forming the complex geometrical component. The plastic forging could break the coarse crystals and press the interstitical skrinkage. A short process of semi-solid forging is the rheological foundry combined with plastic forging, in which the solidification skrinkage is eliminated and the complex geometrical component with high quality is obtained. There are poor strength and ductility properties in aluminum alloy, and it is difficult to fabricate its complex and accurate components in short process.For this reason, the research on the basic theory of short process of semi-solid forging for aluminum alloy nanocomposites of complex component are done in this item. This works include the thermodynamics, kinetics mechanism and semi-solid fabrication method for aluminum matrix nanocomposites. The semi-solid forging model will be established. The finite element model coupled with multi-physical fileds will be proposed.The simulation will be gone based on the developed analytical program. The performances and laws of short process of semi-solid forging will be studied by the way of combining theoretical analysis with experimental method. The solution and aging treatment will be used for aluminum matrix nanocomposites to further improve the material performance.The results will play an important function to bulid the theoretical and technological fundament for the short process of semi-solid forging for aluminum matrix nanocomposites of complex component applied the industry area.

纳米颗粒增强复合材料可使其强度大幅度提高, 且保持塑性甚至不下降。短流程半固态模锻将流变铸造易于成形复杂构件形状和模锻成形可以打碎粗晶结构、压实空隙缺陷有效地结合,既弥补了构件内部缺陷多的不足,又克服了模锻对构件形状适应性差的缺点。将纳米颗粒增强铝基复合材料运用短流程半固态模锻方法成形,就能克服现有铝合金强韧性不够高、难于短流程生产形状复杂高质量构件的问题。本项目就纳米铝基复合材料复杂构件短流程半固态模锻中的基础问题开展研究。研究纳米增强铝基复合材料热力学与动力学机制、复合材料半固态浆料制备方法;提出纳米增强铝基复合材料短流程半固态模锻的材料本构关系,建立成形过程多物理场耦合的有限元分析模型,开发分析程序;采用理论和实验分析相结合方法研究短流程半固态模锻成形性能和流动规律;进行固溶时效处理研究,充分挖掘复合材料潜力,为纳米增强铝复合材料复杂构件短流程半固态模锻方法工业应用奠定坚实基础。

项目摘要

纳米颗粒增强复合材料可使其强度大幅度提高, 且保持塑性甚至不下降。短流程半固态模锻将流变铸造易于成形复杂构件形状和模锻成形可以打碎粗晶结构、压实空隙缺陷有效地结合,既弥补了构件内部缺陷多的不足,又克服了模锻对构件形状适应性差的缺点。因此将纳米颗粒增强铝基复合材料运用短流程半固态模锻方法成形,就能克服现有铝合金强韧性不够高、难于短流程生产形状复杂高质量构件的问题。本项目就纳米铝基复合材料复杂构件短流程半固态模锻中的基础问题开展研究。研究了纳米铝基复合材料热力学与动力学机制、纳米铝基复合材料半固态浆料制备方法;提出了纳米铝基复合材料短流程半固态模锻的材料本构关系,建立了成形过程多物理场耦合的有限元分析模型,开发了分析程序;采用理论和实验分析相结合方法研究了短流程半固态模锻成形性能和流动规律;进行了固溶时效处理研究,充分挖掘了复合材料潜力,为纳米铝复合材料复杂构件短流程半固态模锻方法工业应用奠定坚实的基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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