共析體系合金的組織分布控制及強(qiáng)韌化處理.pdf

1、塊體納米晶材料的高強(qiáng)度低塑性缺陷已成為限制其工程應(yīng)用的主要問題。2002年，Y.M.Wang等人在《Nature》上撰文，介紹了在液氮溫度下通過大變形量軋制十短時退火的方法獲得了晶粒尺寸雙峰分布的納米結(jié)構(gòu)純銅，在保持了納米銅高強(qiáng)度的同時有效地改善了塑性。結(jié)果表明了通過實現(xiàn)晶粒尺寸雙峰分布(Bimodal)結(jié)構(gòu)解決這一問題的可能性。但至今尚未有一種方法可以在多相合金中通過定量控制微米晶的比例與分布以獲得兼具高強(qiáng)度與大延伸的多相塊體納米合金

2、。針對這一不足，本研究通過合金成分設(shè)計+共析相變處理+劇烈塑性變形+退火的工藝組合在銅鋁與鋅鋁共析體系雙相合金中成功實現(xiàn)了可控的Bimodal結(jié)構(gòu)，有效地改善了塊體納米晶材料的低塑性，特別是拉伸塑性在強(qiáng)度少量損失的前提下得到了較大提高；同時首次分析了納米晶基體上微米晶區(qū)的分布狀態(tài)對材料力學(xué)性能的影響，并探討了在上述兩種不同合金系中BimodM結(jié)構(gòu)的不同形成機(jī)制。 研究結(jié)果表明：Cu-10.8wt.％AI合金中先共析相經(jīng)高壓扭轉(zhuǎn)變

3、形(High Pressure Torsion. HPT)細(xì)化與退火長大后形成微米晶區(qū)，而共析馬氏體經(jīng)變形細(xì)化與退火分解后形成超細(xì)晶基體，具有該Bimodal結(jié)構(gòu)的試樣與完全納米晶態(tài)試樣相比，抗拉強(qiáng)度由997MPa降至730MPa，但塑性應(yīng)變量由0提高到4％；共析相變處理得到呈彌散分布的先共析相原位轉(zhuǎn)變成微米晶，結(jié)果表明彌散分布于超細(xì)晶基體上的微米晶區(qū)使試樣抗拉強(qiáng)度上升至1300MPa，塑性應(yīng)變量為3％：同樣具有40％先共析相比例的Zn