摘要：同步提升强度与塑性是金属材料研究的不懈追求之一。近年来,异构设计通过调控力学性质存在显著差异的组元相的空间分布,突破了金属材料强度与塑性难兼得的瓶颈。异构变形诱导强化、应变分配、延迟颈缩、界面影响区等主流理论为异构金属材料设计提供了有力指导,上述理论均指出,在受载过程中,异构金属材料组元相的局域应力与局域应变存在独特特征,并伴随偏离经典理论预测的变形和断裂行为。本文综述了异构金属材料在早期变形阶段、塑性变形阶段和断裂阶段中局域应力和局域应变演化,归纳了异构金属材料中变形行为、断裂行为与局域应力、局域应变的交互关系及对力学性能的影响,为高性能异构金属材料的设计和研发提供新的思路。

摘要：超高声速飞行器飞行速度快、飞行时间久的需求对结构及热防护体系提出了更苛刻的挑战,结构防隔热一体化设计能够兼顾承载和热防护双重功能,充分发挥材料高温强度潜力,减少各部件由温差引起的热应力,减轻结构质量和热防护的质量,增加机动性和有效承载能力,具有比传统热防护更高的结构效率,同时实现可重复使用,降低成本。本文综述国内外一体化热防护技术研究现状,介绍各个典型技术方案的结构特征和热防护材料,在此基础上,总结一体化热防护发展的特点和不足,探讨一体化热防护的发展趋势。国内目前仍处于研发起步阶段,拓宽对结构防隔热一体化的技术认知,积极发展结构材料与热防护材料低成本共固化技术,同时不断开发和引入新的热防护材料,加强对主动冷却结构热防护一体化技术的研发力度,是国内结构热防护技术能够快速应用的可行之路。

摘要：采用TEM、XRD、显微硬度实验和拉伸实验,利用等通道转角挤压(ECAP)和后时效相结合制备出超细晶6061铝合金,对其微观结构和力学性能进行了对比研究。结果表明,经过两道次ECAP后,合金的平均晶粒尺寸细化到210 nm。两道次ECAP+80℃、20 min低温后时效,合金的平均晶粒尺寸为278 nm,基体中弥散分布细小的针状β’’、L相和Q’相纳米级析出物,拉伸强度和屈服强度分别达到514和483 MPa,并保持了15.1%的均匀伸长率。ECAP在基体中引入的大量位错促进了析出相的形核,加速了时效过程中的析出动力学;ECAP低温后时效,合金的高强度和高韧性与细晶强化、位错强化和纳米析出相强化有关。基于实验结果,分析了合金ECAP和后时效过程中时效相的演变过程。

摘要：通过变形前在合金内部引入高密度纳米时效相并随之进行高压扭转变形(HPT),可制备具有纳米晶结构的高强高韧Al-Mg-Si-Cu铝合金。采用X线衍射仪、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和原子探针层析技术分析了峰时效(T6态)与不同圈数(T)高压扭转变形相结合工艺制备的纳米晶6061铝合金的微观结构,并通过硬度与拉伸实验对不同状态合金进行了力学性能测试。结果表明:T6态合金经HPT 5T变形后,硬度由107HV提高至176HV,抗拉强度和屈服强度分别由297 MPa和234 MPa(T6)提升至620 MPa和555 MPa(HPT 5T),并具有12%的均匀伸长率;此时,合金中各微观结构参数(晶粒粒径、微观应变与位错密度)接近峰值;继续变形时,各参数无明显变化;合金中时效相随HPT变形发生“时效相→破碎→球化→细化→回溶→过饱和固溶体→再析出时效相”的动态演变过程。

摘要：目的针对Al-Mg合金在变形加工过程中容易出现的溶质元素再分布现象,通过微观表征和定量计算深入研究元素再分布的相关机制及其强度贡献。方法利用扫描透射电镜高角环形暗场技术结合几何相位分析,详细研究了溶质元素再分布机理,对经过高压扭转后不同Mg含量的Al-Mg合金中的元素分布进行了表征,并通过原子探针层析技术对原子的三维空间分布情况进行了团簇分析。结果随着Mg的原子数分数从1.0%增加至8.0%,合金硬度从129.0HV显著上升至223.6HV。合金内部的溶质分布状态可以分为溶质原子贫化、溶质原子富集和溶质原子不均匀分布3种,剧烈塑性变形引入的不均匀微观应变诱导了Mg原子的再分布。结论合金中形成的大量原子团簇为Al-8Mg合金贡献了47.7HV的硬度值,占总硬度的21.3%,溶质团簇对合金强度的强化效果十分显著,表明团簇强化是材料强化手段中不可或缺的新型强化机制。