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中国有色金属学报 2019年第9期29卷 2050-2063页

作者：刘婷婷潘复生西南大学材料与能源学院重庆400715 重庆大学国家镁合金材料工程与技术研究中心重庆40044

镁是密排六方结构金属,滑移系较少,其基面滑移阻力比柱面和锥面滑移阻力低很多,基面滑移启动后其他滑移系很难启动,导致镁合金室温和低温的塑性变形能力较差。重庆大学等单位研究发现某些特定原子固溶在镁中既能阻碍基面位错滑移提高强... 详细信息

镁是密排六方结构金属,滑移系较少,其基面滑移阻力比柱面和锥面滑移阻力低很多,基面滑移启动后其他滑移系很难启动,导致镁合金室温和低温的塑性变形能力较差。重庆大学等单位研究发现某些特定原子固溶在镁中既能阻碍基面位错滑移提高强度,又能通过缩小基面与非基面滑移阻力差距促进非基面滑移开启而改善塑性,达到同时提高镁合金强度和塑性的目的。重庆大学镁合金科研团队把这一结果发展为"镁合金固溶强化增塑"合金设计理论(Solid solution strengthening and ductilizing,SSSD)。这一合金设计理论在过去十几年中已成为解决镁合金强度和塑性平衡优化的一条新途径。重庆大学应用该理论开发了多种新型高性能镁合金,其中10多个新合金已批准为国家标准牌号合金和国际标准牌号合金。

关键词：镁合金强度塑性固溶强化增塑

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中国Mg-Li合金研发与生产走在了世界前列

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轻合金加工技术 2020年第8期48卷 1-7页

作者：王京华王祝堂东北轻合金有限责任公司黑龙江哈尔滨150060 中国有色金属加工工业协会北京100814

Mg-Li合金的发展始于20世纪30年代。中国的起步较晚,始于20世纪90年代,开始对美国的LA51、LA91和LA141等镁-锂合金做一些研究,但发展很快,现在中国Mg-Li合金研发与材料生产已经走在了世界的前列。西安交通大学、重庆大学、上海交通大学... 详细信息

Mg-Li合金的发展始于20世纪30年代。中国的起步较晚,始于20世纪90年代,开始对美国的LA51、LA91和LA141等镁-锂合金做一些研究,但发展很快,现在中国Mg-Li合金研发与材料生产已经走在了世界的前列。西安交通大学、重庆大学、上海交通大学、郑州轻研合金科技有限公司、郑州轻金属研究院、西安四方超轻材料有限公司等在Mg-Li合金研发与生产方面做出了突出贡献,取得了一批举世瞩目的成果,创造了诸多世界第一:电子束辐照表面纳米膜生成技术,固溶强化增塑理念等等。

关键词： Mg-Li合金固溶强化增塑纳米成膜技术 0.014mm镁-锂合金箔 LA141镁-锂合金

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合金元素对镁合金临界剪切应力影响的研究

合金元素对镁合金临界剪切应力影响的研究

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作者：田莲娟重庆大学

学位级别：硕士

镁是密排六方晶体结构,室温下可开动的滑移系数量较少,并且激活基面和非基面滑移系的临界剪切应力差别较大,因此室温下通常只能开启基面滑移系,不能协调c轴方向的变形,导致镁的室温性能差,使其工业应用受限。近年来发展的通过特定合金... 详细信息

镁是密排六方晶体结构,室温下可开动的滑移系数量较少,并且激活基面和非基面滑移系的临界剪切应力差别较大,因此室温下通常只能开启基面滑移系,不能协调c轴方向的变形,导致镁的室温性能差,使其工业应用受限。近年来发展的通过特定合金元素的加入提高基面滑移阻力同时缩小非基面与基面滑移阻力差改善镁合金强度和塑性的“固溶强化增塑”理论,是镁合金强韧化的重要方法。理论计算和实验研究固溶元素对镁合金各滑移系的临界分切应力(CRSS)的影响,确认特定元素一直是镁合金发展研究的热点。实验研究CRSS大多针对单晶体,实际合金研究样品获取和测试准确度困难,并且以往第一性原理研究受限于计算模型,对于镁合金的CRSS,尤其是锥面滑移系的CRSS的第一性原理计算研究较少。且第一性原理计算弛豫方式没有明确和统一,导致计算同一量的结果存在较大偏差甚至矛盾,影响其应用。本文采用材料计算、数值模型和实验研究相结合的方式,较全面研究了合金元素对镁合金各滑移系CRSS的影响,为深入理解镁合金中合金元素的作用提供数据支持并为设计优良力学性能镁合金提供理论依据。首先,本文基于第一性原理计算与Peierls-Nabarro(P-N)模型,在弛豫方式研究和选择的基础上,模拟出广义层错能(GSFE)曲线获取参数,数值计算出Mg-X(Mn、Al、Li、Zn、Ag、Ca、Ga、In、Sn、Zr、Bi)以及Mg-Mn-X(Li、Zn、Ag、Ca、Sn)共16种镁合金的滑移系CRSS,以此来研究合金元素对镁合金原子层面塑性变形机制的影响,为实验研究提供指导;其次,基于计算结果选择Mg-Ag和Mg-Mn-X(Ca、Zn)合金进行微观组织分析以及室温力学性能试验,通过排除晶粒尺寸和第二相的影响,研究了合金元素的固溶强化增塑效果,从而与计算模拟相互验证。研究结果表明,在目前常用的弛豫方式里,固定晶胞的形状和体积且允许滑移面两侧原子弛豫这种方式比较合理,对于临界剪切应力计算值更接近实验值。在二元镁合金中,计算结果表明Zn、Li、Ca、Mn、Ag能降低柱面与基面的CRSS差值,Zn、Li、Mn、Ag降低了锥Ⅰ面与基面的滑移阻力差,Li、Ag、Zr和Mn还降低了锥Ⅱ面与基面的滑移阻力差,Li、Ag和Mn既可以提高镁合金的强度,也可以促进均匀变形,改善塑性。实验结果也证实Ag元素固溶到镁中后,合金的强度和塑性明显提升。屈服强度从未添加Ag之前的16.6MPa分别提升至44.5MPa(Mg-1at%Ag)和67.3MPa(Mg-2at%Ag),抗拉强度由41.8MPa分别提升至181.7MPa和210.1MPa。合金塑性同样得到大幅提升,伸长率由6.1%(纯镁)分别提升到到18.6%(Mg-1at%Ag)和17.7%(Mg-2at%Ag)。从理论和实验方面均证实Ag有固溶强化增塑效果。在三元Mg-Mn-X合金中,计算结果表明Mn和X(Ca、Sn、Ag、Li、Zn)共掺提高镁基面滑移系的CRSS,Mn和X(Ca、Sn、Li、Zn)共掺增大柱面与基面的CRSS差,Mn和X(Ag、Zn、Ca、Sn)的固溶对于位错的启动有促进作用,由于其同时降低锥Ⅰ面和锥Ⅱ面与基面滑移系的CRSS差。实验结果也证实Mn、Ca共掺以及Mn、Zn共掺到镁中,有效改善镁合金的强度和塑性,抗拉强度对比Mg分别提升了43.3%和43.4%,延伸率分别提升了91.8%和83.6%,由此计算和实验形成相互验证。

关键词：镁合金固溶强化增塑第一性原理合金元素临界剪切应力

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镁合金新材料及制备加工新技术发展与应用

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上海航天（中英文） 2021年第3期38卷 119-133页

作者：候正全蒋斌王煜烨宋江凤肖旅潘复生上海航天精密机械研究所上海201600 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 上海金属材料近净成形工程技术研究中心上海201600

镁合金是国际公认的最有潜力的轻量化材料之一,被誉为“21世纪绿色工程金属”,其突出的结构减重效果有望解决我国关键装备和重大工程中迫切的轻量化问题。本文综述了近年来镁合金新材料的发展、镁合金制备加工新技术进展以及镁合金的应... 详细信息

镁合金是国际公认的最有潜力的轻量化材料之一,被誉为“21世纪绿色工程金属”,其突出的结构减重效果有望解决我国关键装备和重大工程中迫切的轻量化问题。本文综述了近年来镁合金新材料的发展、镁合金制备加工新技术进展以及镁合金的应用发展现状,对当前镁合金领域存在的缺点进行了总结,并对镁合金未来发展重点及主要任务进行了展望。

关键词：高强镁合金高塑镁合金固溶强化增塑加工新技术镁合金应用

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