Cu-Al共析體系合金的ECAP研究.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(wèn)題。2002年，Y.M.Wang等人在《Nature》上撰文介紹了在液氮溫度下通過(guò)大變形量軋制+短時(shí)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，在保持納米銅高強(qiáng)度的同時(shí)有效改善了塑性，表明了通過(guò)晶粒尺寸雙峰分布(Bimodal)組織解決塊體納米晶材料的高強(qiáng)度低塑性的可能性。另一方面，Chokshi等人在電沉積納米晶鎳退火獲得的雙峰分布組織中得到完全不同的結(jié)果。這與金屬材料加

2、工過(guò)程中混晶組織的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重惡化材料力學(xué)性能的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)是一致的。而作為一種典型的混晶組織，晶粒尺寸雙峰分布卻對(duì)性能起到了改善作用，說(shuō)明不能對(duì)混晶組織一概而論，而應(yīng)對(duì)其組織中兩種不同晶粒尺寸的分布參數(shù)進(jìn)行深入系統(tǒng)的分析。而要做到這一點(diǎn)，首先要能制備出組織參數(shù)可控的雙峰分布組織。前人工作中的部分退火法很難做到這一點(diǎn)。 本文建立一種新的方法，通過(guò)合金成分設(shè)計(jì)+相變處理+劇烈塑性變形+退火的組合，在銅鋁共析體系雙相合金中成功實(shí)現(xiàn)了組織參

3、數(shù)(微米晶相的體積分?jǐn)?shù)、分布間距等)在一定程度上可控的雙峰分布組織，初步探討了它們和力學(xué)性能的關(guān)系，驗(yàn)證了雙峰分布思路的可行性。研究結(jié)果表明：在Cu-Al共析體系合金中通過(guò)等徑角變形+退火的工藝組合獲得了微米晶先共析相+超細(xì)晶共析基體的晶粒尺寸雙峰分布復(fù)合組織；Cu-10.8wt.％Al(2-3k/min)在300℃ECAP+450℃退火的工藝后，微米晶先共析相尺寸大約為5.5μm左右，超細(xì)晶共析相尺寸大約為400nm左右，得到了晶粒尺