累积叠轧焊过程中镁合金的组织演变及界面焊合机制

镁合金具有很多独特的优异性能，采用成本经济、适合于工业推广应用的技术制备高性能的变形镁合金薄板具有重要的应用前景。晶粒细化既能提高合金强度，又能改善韧性，是改善镁合金性能的有效途径之一。剧烈塑性变形技术具有强烈的晶粒细化能力。累积叠轧焊技术作为剧烈塑性变形工艺之一，具有成本低、工艺简单、可以生产大尺寸板材、容易实现工业化生产等优越性。本项目基于晶粒细化的研究思想，拟采用累积叠轧焊技术制备细晶变形镁合金薄板，通过金相、拉伸、SEM、TEM、EBSD等分析检测手段，表征组织形貌（延伸状、等轴状、孪晶等）、边界之间的尺寸（晶粒、长径比、大/小角度晶界等）、边界取向差和边界内的位错密度等的演变规律；在此基础上，深入研究镁合金累积叠轧变形过程中滑移、孪生、动态回复和再结晶、非基面滑移等塑性变形机制的激活及其对塑性变形的贡献，研究剧烈的平面应变和剪切应变的共同作用下镁合金的晶粒细化机理和界面焊合机制。

针对目前我国钛/碳钢复合板结合强度低，其应用领域受到严格限制的现状，提出了制备钛/碳钢复合板的循环相变预复合-累积叠轧焊的新方法。其基本思路是以相变温度接近的钛和Q235钢为复合对象，将两种材料在相变温度附近进行热循环，通过相变过程，使原子发生重排，获得有效的结合，然后采用累积叠轧焊方法制备钛/Q235钢复合板。通过循环相变预复合，可降低首道次变形量；通过累积叠轧焊，可实现绝对压下量超过坯料原始厚度的超常规大变形加工。针对目前在进行二次加工时，即使原始结合强度较高的复合钢板也可能发生剥离的现象，在结合特性的研究方面，除采用传统的标准检测方法测量结合强度外，提出了复合板在服役条件下结合界面力学行为动态检测的新方法。通过循环相变预复合、累积叠轧焊及复合板结合界面力学行为分析等方面基础理论与试验研究，为高品质钛/碳钢复合板的制备奠定基础，使其在更广泛的领域中得到较为普遍的应用。 2100433B

镁合金材料表面缺口敏感性强、韧性低、抗腐蚀能力差等缺点严重制约了其轻质高强优势的发挥和应用。本项目提出采用爆炸焊接 热/冷轧制技术制备大面积覆铝镁基复合板材，探索铝/镁界面接合机理及塑性变形行为。研究铝/镁合金爆炸焊接过程的动力学行为、材料极速流变态势、大塑性变形位错滑移和接合界面形成等机制，探究塑性连接或微区冶金接合的微观机理、界面形态、组织结构、力学性能及其影响因素，分析铝/镁合金爆炸焊接的适应性和相容性的关键基础问题；研究铝/镁合金爆炸复合板轧制过程中的热力耦合问题，探究异种晶体结构连接界面的协调塑性变形的微观机制；进一步探讨覆铝镁基层状复合材料界面的静态和动态力学响应、界面损伤和断裂机理，建立镁基异质界面塑性变形模型，促进镁基层状复合材料塑性变形基础理论的发展。项目有助于镁基层状复合材料的合理设计制造、安全使用和服役寿命预测，具有较大的科学意义和应用价值。