工程材料高通量制备与表征团队
工程材料高通量制备与表征团队
【骨干成员】
王沿东 北京科技大学教授，杰青
从道永 北京科技大学教授，优青
付华栋 北京科技大学副教授
【研究背景】
如何揭示、发掘并验证新材料设计原理、新材料强化机制或新的內禀功能行为实现机制，是目前先进材料研发以及相关尖端部件的制造亟需解决的关键科学问题。长期以来，上述问题仅能基于有限的离线实验观察结果，对材料微结构和性能的演化过程进行推测，无法实现原位观察制备加工过程中材料微结构的变化过程的精确描述。依托同步辐射先进光源和大型中子源的一系列高通量表征技术可实现金属材料多场耦合条件下的微观组织结构演变、金属三维多尺度部件的应力场及多场耦合服役损伤过程的原位高通量表征，为先进材料与尖端部件设计新原理及新机制的发现提供创新驱动力。
【研究目标】
依托同步辐射先进光源和大型中子源，开展金属材料多场耦合条件下凝固过程/塑性变形过程/热处理过程的微观组织结构演变、金属部件三维多尺度应力场及多场耦合服役损伤过程的高通量表征与评估，明确金属材料性能评价的系统性方法以及材料微结构、加工性能和服役性能的关联性，形成材料基因工程高通量表征共性技术，进而大幅度缩短我国关键材料设计-开发-工程应用研发时间和成本。
【主要研究内容】
1. 金属材料凝固、变形和热处理过程微观结构演变的原位表征
2. 多物理化学场、多尺度复杂应力场下金属材料损伤过程的高通量表征
3. 金属材料部件三维多尺度应力场的高通量表征
4. 基于同步辐射/中子衍射大科学装置的高通量表征技术开发
【重要研究进展】
基于同步辐射高能X射线的中锰钢塑性变形机制研究
中锰钢是最具应用潜力的第三代先进汽车用钢，而关于中锰钢中奥氏体稳定性和组成相间载荷配分的联系鲜有报道。利用同步辐射高能X射线衍射技术研究了中锰钢在不同温度（100 oC，25 oC，-50 oC）下的微观力学行为，阐明了中锰钢中TRIP效应、吕德斯带和PLC带三者之间基于温度依赖性的交互作用。研究成果发表在Materials Research Letters[2018,6(12):662-66]。
2. 阐明了钛合金中不同织构组分对应力诱发马氏体变体选择的影响机制
目前对于Ti-Zr基合金在形变过程中物理机制的研究较少并尚有争议。通过选取典型β-型Ti-30Zr-10Nb合金，利用高能同步辐射X射线衍射技术研究 Ti-30Zr-10Nb合金拉伸形变过程中的应力诱发马氏体相变和马氏体再取向。通过马氏体相变应变理论，阐明了合金中不同织构组分对应力诱发马氏体变体选择的影响。研究揭示了Ti-30Zr-10Nb合金拉伸过程中极低加工硬化率起源于具有~23º晶格旋转的马氏体再取向。研究成果发表在Acta Materialia[152,45-55, (2018)]
1.发表论文
序号 | 论文名称 | 发表刊物 | 发表 时间 | 收录类别 | 作者 |
1 | Giant tensile superelasticity originating from two-step phase transformation in a Ni-Mn-Sn-Fe magnetic microwire | Appl. Phys. Lett. | 2018.09 | SCI | F. Q. Li, Y. H. Qu, H. L. Yan, Z. Chen, D. Y. Cong, X. M. Sun, S. H. Li and Y. D. Wang |
2 | Effects of aluminum and molybdenum content on the microstructure and properties of multi-component γ′-strengthened cobalt-base superalloys | Mater. Sci. Eng. A | 2018.11 | SCI | Yi Zhang, Huadong Fu, Xiaozhou Zhou, Yuheng Zhang, Jianxin Xie |
3 | Effect of Ta and Ti on the solidification characteristics of novel γ′-strengthened Co-base superalloys | J. Alloy Compd. | 2018.11 | SCI | Xiaozhou Zhou, Huadong Fu, Yi Zhang, Huan Xu, Jianxin Xie |
4 | In situ high-energy X-ray diffraction mapping of Lüders band propagation in medium-Mn transformation-induced plasticity steels | Mater. Res. Lett. | 2018.12 | SCI | Minghe Zhang, Runguang Li , Jie Ding, Haiyang Chen, Jun-Sang Park, Jonathan Almer & Yan-Dong Wang |
5 | A brittle fracture mechanism in thermally aged duplex stainless steels revealed by in situ high-energy X-ray diffraction | Mater. Sci. Eng. A | 2019.01 | SCI | ShileiLi, TianchengWang, QingTan, RunguangLi, YanliWang, XitaoWang, YangRen, YandongWang |
6 | Ultrahigh cyclability of a large elastocaloric effect in multiferroic phase-transforming materials | Mater. Res. Lett. | 2019.01 | SCI | Zhi Yang, Daoyong Cong, Yuan Yuan, Yuan Wu, Zhihua Nie, Runguang Li, Yandong Wang |
7 | Multiscale mechanical fatigue damage of stainless steel investigated by neutron diffraction and X-ray microdiffraction | Acta Mater. | 2019.02 | SCI | Li, R, Wang, Y.-D. Liu, W., Geng, C., Xie, Q., Brown, D.E., An, K. |