Ni3Al基金属间化合物多尺度本构模型研究

项目名称： Ni3Al基金属间化合物多尺度本构模型研究

项目编号： No.51205190

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 张宏建

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 新材料是先进航空发动机的发展趋势之一，金属间化合物Ni3Al基合金作为新一代航空发动机高温部件用结构材料之一，在航空领域获得了广泛的研究关注。但由于缺乏成熟的考虑材料微观组织结构特性的工程设计用本构模型，影响了该类合金的工程化进程。本项目将从微/细观尺度出发，结合晶体塑形理论、单胞法和均匀化方法，建立基于Ni3Al基合金的变形机理的微观模型，研究微观组织结构特征参量对微观力学特性参量的影响，建立微观力学特性参量与材料内变量之间的联系，并基于经典粘塑性本构模型，建立跨连续介质微/细/宏观尺度的多尺度本构模型，并发展数值模拟技术。本项目的研究将解决现有理论模型存在的不足，提高对该类高温材料力学行为的描述能力，为其强度评估和寿命预测提供有力的理论基础和技术支撑。

中文关键词： 本构模型；变形机理；位错密度；镍基金属间化合物；IC10合金

英文摘要： Application of advanced materials is one of the effective methods to improve the performance of aeroengine. Ni3Al-based intermetallics is considered to be near-future candidate for advanced high temperature structure materials in aeroengine hot sections due to its excellent mechanical properties over a wide range of temperatures. However, there have not nice constitutive models which can consider the effects of the micro-structure. In this project, a micro-scale model will be developed by the crystal plasticity theory, unite cell approach and homogenized approach. And the model will be used to predict the micro-scale properties and effects of micro-structure. And the relationship will be built between the micro scale properties and the internal state variables. At last, a multi-scale constitutive model is developed based on a viscoplasticity model. The study of this project will improve the describe ability on Ni3Al-based intermetallics greatly, and provide strong theoretical basis and technical support for the strength assessment and life prediction.

英文关键词： constitutive equation；deformation mechanism；density of dislocation；Ni3Al-based intermetallics；Alloy IC10