基于新型纳米相/LPSO复合结构Mg-Y-Zn合金的组织调控、力学性能与强化机理研究

With the development of the automotive and aerospace industries nowadays, there are increasing demands in developing novel high-strength and heat-resistent magnesium alloys. Adopting an innovative design idea of multiphase composite structure, we have fabricated a novel Mg alloy with nanophase/LPSO composite structure by non-equilibrium means, i.e., mechanical alloying and subsequent ultra-high pressure sintering and so on. Combining the analysis of the constitutive models with the evolution of micro-/nano-scale microstructures, we will investigate the deformation and strengthening mechanisms under the interactions of multiphase composite structure at room and elevated temperatures. In addition, influence of grain size and macroscopic texture - which are controlled by thermo-mechanical treatments - on the deformation behaviors of the nanophase/LPSO composite structure will also be systematically investigated. In summary, the research will provide crucial guidance for the design of novel ultrastrong and heat-resistent magnesium alloys.

基于轨道交通、航空航天等领域对高强耐热镁合金日益迫切的要求，本项目创新地采用多相复合结构的设计思路，利用机械合金化结合超高压烧结等非平衡手段，制备新颖的纳米相/LPSO复合结构的Mg-Y-Zn合金；通过本构模型分析并结合微纳观尺度观察，研究多相复合结构交互作用下材料的室温、高温变形机制及强化机理；通过热机械处理调控，进一步研究晶粒尺度和宏观织构对纳米相/LPSO复合结构变形行为的影响。本项目的研究将为超强耐热镁合金的设计制备提供新思路。

基于轨道交通、航空航天等领域的快速发展，对高强耐热镁合金的需求日益迫切。本项目以实际应用需求为背景，围绕“制备-结构-性能”基本关系，在前期开发的纳米相/LPSO复合结构高强耐热镁合金的基础上，对该复合结构合金的组织调控、变形机制和热稳定性等方面进行了深入研究。掌握了不同工艺下合金的组织演变规律，并结合先进分析表征手段，实现了对纳米相/LPSO复合结构的解析及调控。阐明复合结构(LPSO、纳米相)交互作用下合金的室温、高温变形机制并揭示其强化机理，建立了纳米相/LPSO复合结构特征与强度、耐热性的关联。研究了该复合结构合金的组织稳定性，从理论和实验双重角度，阐明了该超细晶复合结构合金的热稳定性机制。合金特色的纳米结构特征赋予其出色的室温和高温（达250℃）力学性能和热稳定性，使之在先进轻质结构材料及镁基储氢等应用领域显示出可期待的前景。