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IMR OpenIR  > 中国科学院金属研究所  > 成果

成果名称: 多尺度结构金属材料设计、制备与性能
完成人/完成单位: 卢磊
获奖日期: 2013
摘要: 针对高强度金属材料塑性变形能力差的核心问题,在项目执行期内,课题严格按照预定计划,围绕三种典型结构组织的金属材料体系,即片层组织、梯度组织和混合组织结构金属材料作为主要研究对象,发展了多种制备多尺度结构金属材料的制备工艺及技术,如电解沉积技术、表面机械碾磨(SMGT)技术、动态塑性变形技术(DPD)、搅拌摩擦加工(FSP)技术等。制备了包括简单体系纯金属“模型”材料和常用工程材料在内的多种纳米结构材料,并结合微观结构表征、力学性能研究,深入系统的研究了多尺度结构材料的变形机制。首次发现梯度纳米结构纯Cu样品既具有极高的屈服强度又具有很高的拉伸塑性变形能力,表层纳米晶层在拉伸真应变高达100%时仍保持完整而未出现裂纹。在具有混合结构特征的金属或非均匀结构的非晶-晶体材料中,通过合理的结构优化实现了材料强度-韧性的同步提高;发现细化纳米孪晶片层组织可有效强化材料,同时不损失其塑性、韧性,当孪晶片层小至15纳米时,材料达到极值强度,继续减小孪晶片层厚度,强度下降。通过上述研究建立多尺度复杂结构金属材料的微观结构与力学性能特征的关联性,通过多尺度结构真正实现了金属材料强度-塑性/韧性的同步提高,揭示了不同组织结构金属材料的强韧化机理。提出纳米孪晶强化金属材料的新机制。利用纳米孪晶强化金属的新原理和方法,在铜及铜合金、不锈钢等多种材料中实现了纳米孪晶结构并获得超高强度、高塑性和高导电性等优异综合性能。课题执行期间,共发表SCI期刊论文76篇(其中Science3篇,Nature1篇,ActaMater.20篇,ScriptaMater.17篇)。国际会议特邀报告42个。按照计划完成课题预定任务。
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卢磊. 多尺度结构金属材料设计、制备与性能. 2013.
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