5-3、材料基因组方法在高性能镁合金设计与制备中的应用

邹建新^*, 曾小勤

上海交通大学材料科学与工程学院

摘要：镁合金具有密度小，比强度和比刚度高的优势，在航空航天和汽车轻量化方面有重要的应用价值，然而镁合金也存在强塑性低、加工性能差、合金设计数据匮乏等缺点和问题，迫切需要利用先进的材料设计方法、数据库、制备和表征手段来开发高性能镁合金，推进镁合金的应用。本研究将材料基因组的研究方法应用于镁合金领域在以下几个方面取得了重要进展：1）确定了几类镁合金体系中的局域团簇结构、析出相结构、晶粒尺寸分布及织构对合金力学的影响规律，为镁合金材料基因组方法设计奠定了基础；2）在云计算平台上利用第一性原理的方法对镁合金特征结构弛豫、过渡态能垒、层错能等进行了高通量计算，获得了可用于镁合金设计的大量物性参数，并纳入了镁合金专用数据库；3）开发了块体镁合金样品粉末喷射结合坩埚熔炼的高通量制备方法，一次可制备100个以上的块体样品；同时开展了镁合金的同步辐射高通量原位形貌和相组成表征研究，提出了析出相形成的新机制；4）初步构建了镁合金凝固过程模拟、缺陷及性能预测相关的模型，实现了“工艺-组织”与“组织-性能”模块间的数据融合与联动运行，实现了基于性能评价的镁合金铸件的低压浇铸工艺优化，使得计算时间和成本减半。

关键词：材料基因组；镁合金；数据库；高通量制备；高通量计算

通讯作者：邹建新，电话：15921793455，Email: zoujx@sjtu.edu.cn

DOI:10.12110/secondfmge.20181014.503