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Ni基纳米复合材料的高应变速率超塑成形基础研究

批准号50575049 学科分类塑性加工工艺、模具与装备 ( E050802 )
项目负责人张凯锋 负责人职称教授 依托单位哈尔滨工业大学
资助金额25.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2006 年 01 月 01 日 至
2008 年 12 月 31 日
中文主题词纳米晶;镍基复合材料;高应变速率超塑性
英文主题词

摘要

中文摘要 镍基合金及其复合材料的超塑成形技术在航空航天、动力机械、化工等领域应用广泛。该材料实现组织超塑性具有较大难度。其原因是镍基合金的晶粒细化工艺复杂,成本很高,难度很大。高应变速率超塑性是一个涉及先进制造技术和超细晶块体材料的高科技前沿领域课题,高应变速率超塑性材料及其成形技术的研究对于超塑技术提高效率、降低成本、拓宽应用领域具有重要的现实意义。纳米晶复合材料高应变速率超塑性机理研究是材料与成形研究的前沿科学问题。本研究将综合镍基纳米晶复合材料制备、高应变速率超塑性、机理与性能研究,开拓一新的途径。研究将解决镍基纳米晶复合材料制备工艺,控制纳米陶瓷颗粒增强的Ni基纳米晶材料的基体晶粒尺寸。将采用适当的物理化学方法,以使纳米微粒在材料中的均匀分散。将实现单向应力和复杂应力条件下高应变速率超塑性。将采用微观和介观力学并结合现代材料分析测试方法研究纳米陶瓷颗粒增强的超塑变形机理。
英文摘要
结题摘要 镍基合金及其复合材料的超塑成形技术在航空航天、动力机械、化工等领域应用广泛,该材料实现组织超塑性具有较大难度。其原因是镍基合金的晶粒细化工艺复杂,成本很高,难度很大。高应变速率超塑性是一个涉及先进制造技术和超细晶块体材料的高科技前沿领域课题,高应变速率超塑性材料及其成形技术的研究对于超塑技术提高效率、降低成本、拓宽应用领域具有重要的现实意义。本研究综合镍基纳米晶复合材料制备、高应变速率超塑性、机理与性能研究,开拓了一新的途径。采用脉冲电沉积方法制备了纳米Ni和ZrO2/Ni纳米复合材料,通过拉伸实验、纳米压痕实验以及扫描电镜SEM、透射电镜TEM等组织分析方法对比研究了两种纳米材料的力学性能和组织演化,同时采用超塑胀形和微拉深实验研究了材料超塑性能。通过研究有效的控制了纳米陶瓷颗粒增强的Ni基纳米晶材料的基体晶粒尺寸,纳米Ni的平均晶粒尺寸为70nm,ZrO2/Ni纳米复合材料基体Ni的平均晶粒尺寸为45nm,实现了单向应力和复杂应力条件下高应变速率超塑性。对Ni基纳米复合材料的制备及超塑成形加工具有理论和现实意义。

成果

序号 标题 类型 作者
1 Micro superplastic bulging behavior of ZrO2Ni nanocomposite 会议

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