丁桦团队在搅拌摩擦处理的Ti-6Al-4V合金中的超细化晶粒和低温超塑性研究方向获得重要学术成果

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更多发布于：2018-03-24 17:24

成果教授丁桦教授

丁桦团队在搅拌摩擦处理的Ti-6Al-4V合金中的超细化晶粒和低温超塑性研究方向获得重要学术成果

近日，东北大学张文井、丁桦和蔡明晖等在期刊Mater. Sci. Eng.,A上发表了最新的研究成果，论文题目为“Ultra-grain refinement and enhanced low-temperature superplasticity in a friction stir-processed Ti-6Al-4V alloy”。

Ti-6Al-4V合金因其具有较高的比强度和优异的高温性能而被广泛应用于航空航天、能源和汽车工业。然而，因其在室温下的冷加工性能较差，用Ti-6Al-4V合金制造薄壁或复杂结构部件仍然存在限制。超塑成形是一种可以有效解决此类问题的工艺。然而，Ti-6Al-4V合金的超塑成形温度较高（850〜950℃），导致浪费能源，且模具损耗较为严重。

剧烈塑性变形（severe plastic deformation, SPD）可以实现显著的晶粒细化，从而降低超塑成形温度，进而实现节能降耗的目的。在搅拌摩擦焊（friction stir welding, FSW）基础上发展而来的搅拌摩擦加工技术(friction stir processing, FSP)是一种可实现晶粒细化的SPD技术。论文以Ti-6Al-4V合金为实验材料，通过对其进行热处理，获得了一种针状的α'马氏体组织。采用低热输入参数（120rpm-30mm/min）进行搅拌摩擦加工处理，制备出一种无明显择优取向、且大角度晶界占主导（~90%）的等轴超细晶组织。超塑拉伸实验结果表明：当变形温度为600℃、应变速率为3×10-4s-1时，该超细晶材料的延伸率高达1130%。对于Ti-6Al-4V合金而言，这是在较低的温度条件下实现的最大延伸率。结合EBSD和TEM分析，论文解释了针状α'马氏体组织在FSP过程中的晶粒细化机制及制备的超细晶材料在较低温度条件下实现超塑性的机制。该实验成果可为在更低温度下实现Ti-6Al-4V合金的超塑成形提供理论依据与技术支撑。

钢铁联合基金重点项目获批！！！

课题组与华中科技大学、中国汽车研究院股份有限公司合作，成功申请钢铁联合基金重点项目。

项目负责人：丁桦

项目名称：Al元素对新一代高强高韧汽车用钢的作用机制（U1760205）。

国家自然科学基金钢铁联合基金重点项目启动会顺利召开

2017年10月26日，国家自然科学基金钢铁联合基金重点项目“Al元素对新一代高强韧汽车用钢的作用机制”启动会在江苏宜兴召开。

马鸣图老师介绍了项目的整体情况。该项目以东北大学为依托，汇集了华中科技大学和中国汽车工程研究院等国内优势高校和科研机构，以新一代高强韧汽车用钢变形过程中的相间应力配分为主线，旨在破解中锰钢的“延伸凸缘性能差”以及高Al中锰钢的“强度低”等难题，为新一代高强韧汽车用钢的研究与开发提供理论依据和技术支撑。

张宜生老师对本项目的研究内容和关键时间节点进行了解读。经参会人员充分讨论和协商，对工作重心和优先任务作出了分工不分家的实施计划，力争高质量、高效率完成本项目的各项任务指标。最后，项目组成员对课题实施方案进行了论证。

会议由蔡明晖老师主持。