李凯
- 作品数：12 被引量：46H指数：4
- 供职机构：中南大学材料科学与工程学院粉末冶金国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金中德科学中心合作项目更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺建筑科学矿业工程更多>>
- 利用会聚束电子衍射精确测量纳米析出相体积分数
- ＜正＞材料中纳米析出相的尺寸、数密度及其乘积体积分数是控制材料强化效果的重要微结构参数。本研究构建了一种易实现、便捷、高效、精准的在晶体材料体系中测量纳米析出相体积分数的实验方法。这种方法主要基于传统但是高度准确的会聚束...
- 李凯Hosni Idrissi宋旼杜勇Dominique Schryvers
- 文献传递
- Cu对6000系和7000系铝合金时效过程中微结构演变的影响被引量：3
- 2014年
- 介绍了几种研究铝合金时效过程中微结构演变的先进实验及模拟手段,包括用于显示原子列Z衬度的高角环形暗场-扫描透射电子显微术(HAADF-STEM)、分析微区中不同元素三维空间分布的三维原子探针技术(3DAP)、复杂选区电子衍射(SAED)模拟及第一性原理计算。综述了近年来作者及国内外学者使用这些手段研究Cu元素添加对6000系和7000系铝合金时效过程中微结构影响的进展,包括Cu添加对合金析出序列、时效析出速率、合金的析出硬化效果、析出物(如GP区、β″亚稳相、η平衡相等)的化学计量比及原子占位等的影响。最后展望了采用热力学、动力学计算及相场模拟等方法在铝合金设计中的应用,指明了通过对铝合金微结构进行定量模拟并结合关键实验验证来实现铝合金高效设计的发展方向。
- 张凯李凯杜勇辛婧华方旭宋旼
- 关键词：铝合金微结构3DAP
- Al-Mg-Si合金中α-Al(FeMn)Si弥散相和力学性能研究被引量：4
- 2021年
- 采用SEM和原位TEM技术研究了均匀化热处理过程中不同Mn含量Al-Mg-Si-Mn-Cu-Fe合金的组织与性能演变,定量阐述了α-Al(FeMn)Si弥散相的形核、长大及粗化行为。利用低电压高分辨SEM的超低穿透深度成像和图像统计分析,精确测定了均匀化热处理过程中弥散相颗粒尺寸逐步增大及其体积分数先增加后降低的峰形变化规律,并阐明了弥散相对合金力学性能的关键影响。研究发现,580℃下进行8 h左右的均匀化热处理可以得到尺寸合适且体积分数最高的弥散相和最优的综合力学性能,过长的热处理时间会导致弥散相粗化从而降低合金的力学性能。此外,添加适量Mn元素(0.5%)并进行均匀化热处理能明显改善合金的抗拉强度与伸长率,但添加过量的Mn元素(0.8%)会引起初生相严重粗化,降低合金的力学性能。
- 李凯任飞鲁强朱凯李世晨李世晨李院斌吴皇颜宁马春德杜勇
- 关键词：AL-MG-SI合金力学性能
- 选区激光熔化高强铝合金缺陷的形成及控制研究进展被引量：2
- 2021年
- 介绍了高强铝合金在选区激光熔化成形过程中的气孔、热裂纹等缺陷类型,总结了最新研究成果中控制缺陷形成的措施,如合理控制工艺参数、添加异质形核剂等。介绍了相图热力学计算中希尔凝固与相平衡模块在选区激光熔化成形高强铝合金设计与制备中的应用,提出了利用相图热力学计算优化合金成分、促进α-AlFeMnSi快速形核等来获得新型无裂纹的选区激光熔化成形高强铝合金材料的新途径,可以实现选区熔化成形高强铝合金的快速设计。
- 鲁强李凯李凯杨明军李丽娅李瑞迪杜勇王继成李谷南
- 关键词：铝合金选区激光熔化热裂纹
- Ti-Al-Mo-V-Cr体系关键四元系700℃和800℃相平衡的实验研究被引量：2
- 2022年
- 本文通过配置72个四元合金,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM/EDS)测定了高强β型钛合金Ti-Al-Mo-V-Cr体系中关键四元系Ti-Al-Mo-V、Ti-Al-Mo-Cr和Ti-Al-V-Cr含20%Al(摩尔分数)时700和800℃的相平衡关系。实验结果表明:Ti-Al-Mo-V体系存在3个两相区(AlTi_(3)+BCC_A2、AlMo_(3)+BCC_A2、BCC_A2#1+BCC_A2#2)和1个单相区(BCC_A2);Ti-Al-Mo-Cr体系存在1个四相区(AlMo_(3)+BCC_A2#1+BCC_A2#2+Laves_C14)、2个三相区(AlMo_(3)+BCC_A2+Laves_C14、AlTi_(3)+BCC_A2+Laves_C14)、3个二相区(AlTi_(3)+BCC_A2、AlMo_(3)+BCC_A2、Laves_C14+BCC_A2)和1个单相区(BCC_A2);Ti-Al-Cr-V体系存在1个三相区(AlTi_(3)+BCC_A2+Laves_C14)、3个两相区(AlTi_(3)+BCC_A2、AlMo_(3)+BCC_A2、Laves_C14+BCC_A2)和1个单相区(BCC_A2)。根据实验结果,本文构筑了这些四元系含20%Al时700和800℃的等温截面,为设计新型β钛合金提供重要的理论指导。
- 乔慧张宇胡标李凯刘树红杜勇
- 关键词：钛合金相平衡相图
- 研发铝合金的集成计算材料工程被引量：12
- 2017年
- 用于铝合金的集成计算材料工程是将微观(10-10~10-8m)、细观(10-8~10-4m)、介观(10-4~10-2m)和宏观(10-2~10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到铝合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化,把铝合金的研发由传统经验式提升到以组织演化及其与性能相关性为基础的科学设计上,从而大大加快其研发速度,降低研发成本。本文详细阐述了原子尺度模拟、相图计算、相场、元胞自动机和有限元等计算模拟方法及微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在铝合金研发中所发挥的具体作用。基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产3个层面研发铝合金的具体框架。通过2个应用实例,展示了集成计算材料工程在铝合金研发中的强大功能,这也为新型铝合金及其它新材料的设计和开发提供了新模式。
- 杜勇李凯赵丕植杨明军程开明魏明孔毅刘丝靓许慧霞塔娜徐凯张帆李晗金展鹏
- 关键词：铝合金数据库
- 航空用铝合金超微结构实验表征被引量：5
- 2017年
- 为了使铝合金更好的服役于航空领域,就有必要对其微观结构进行实验表征,从而可以在铝合金微观结构和宏观性能之间搭建桥梁,最终优化铝合金的综合性能。本文介绍了航空用2xxx,6xxx和7xxx系铝合金发展历程以及时效析出过程中的微观结构演变,如Al-Cu合金GP区、Al-Cu-Mg合金GPB区等重要物相的结构特征,以及AlCu-Mg合金S相析出行为等都已得到了透彻的研究;阐述了透射电镜、扫描透射电镜、三维原子探针等技术的结合在Al-Cu-Mg-Ag合金Ω相、Al-Mg-Si-Cu合金β″相的晶体结构及界面结构以及铝合金晶间腐蚀机理等研究上的应用;本小组实现了复杂选区电子衍射谱的快速模拟及标定,并基于会聚束电子衍射实现了对析出相体积分数的精确测量;最后指出,高分辨透射电镜原位加热研究及透射电镜原位力学测试等新技术手段的应用,对深层次研究铝合金相变规律、变形行为具有跨时代意义。
- 杨明军李凯杜勇汪炯刘丝靓孔毅
- 关键词：超微结构飞机透射电镜
- 拉伸变形Al-Si合金中Si颗粒相对于晶粒旋转的原位证据被引量：1
- 2023年
- 为确定Si颗粒在拉伸变形过程中是否相对于基体晶粒发生旋转,采用原位拉伸扫描电子显微镜(SEM)和离位背散射电子衍射(EBSD)相结合的方法,研究Al-Si合金在拉伸变形过程中Si颗粒旋转与晶粒旋转之间的关系。通过对比晶粒的EBSD三维取向的平面投影信息与Si颗粒的原位SEM信息,发现Si颗粒在样品表面的平面上具有明显的相对旋转。此外,根据EBSD数据的中心点平均取向差(KAM)分析,发现Si颗粒的较大相对旋转会引入更高密度的几何必需位错(GND),这会在颗粒附近的基体中产生较强的加工硬化效应。总之,Si颗粒的相对旋转度越大,加工硬化效果越强。
- 肖遥兰新月鲁强杜勇李凯
- 关键词：AL-SI合金原位拉伸塑性变形
- 浅谈集成计算材料工程和材料基因工程：思想及实践被引量：16
- 2018年
- 革新材料研发模式、加速材料研发进程并降低材料研发成本是世界各国共同关注的热点。集成计算材料工程和材料基因工程是近年来材料科学与工程领域新颖的理念和方法,二者均为新材料研究与开发带来了全新的认识与机遇。集成计算材料工程是材料基因工程的基本组成元素。材料基因工程主要包括高通量实验、高通量计算和材料数据库三大要素。材料基因工程将集成计算材料工程的理念扩展到了整个材料科学、技术与工程链条,贯穿于从新材料发现到应用的全部过程。作为新材料研发的新模式,集成计算材料工程和材料基因工程必将为新材料研发起到不可替代的作用。简要回顾了材料研究的发展历程及存在的主要问题,详细介绍了材料基因工程与集成计算材料工程之间内在联系与区别。通过4个应用实例(梯度硬质合金、CVD耐磨涂层、锂离子电池、铝合金),展示了集成计算材料工程和材料基因工程在材料研发中的强大功能,为材料设计和开发提供了新思路。最后展望了集成计算材料工程和材料基因工程未来发展的重点及趋势。
- 李波杜勇邱联昌庞梦德张伟彬刘树红李凯彭英彪周鹏郑洲顺宋旼Seifert H
- 关键词：高通量
- 高强韧铸造Al-Si合金成分优化及其变形行为的原位观察被引量：1
- 2021年
- 针对传统铸造工艺并考虑半固态压铸工艺需求,利用热力学相图计算优化铸造Al-Si-Mg-Fe-Mn合金的成分与热处理工艺,避免了片状β-AlFeSi相的生成,得到了组织和性能较为优良的合金。同时研究了Al-Si合金的原位拉伸变形行为,发现裂纹主要源自Si颗粒和金属间化合物的破裂,随着微裂纹连接扩展并沿着滑移带传播,最终导致试样断裂。
- 李院斌鲁强王继成李凯张莹李谷南杜勇
- 关键词：AL-SI合金相图计算原位拉伸
