Cu-Al共析體系合金的ECAP研究.pdf

1、塊體納米晶材料的高強度低塑性缺陷已成為限制其工程應用的主要問題。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+短時退火的方法獲得了晶粒尺寸雙峰分布的納米結構純銅，在保持納米銅高強度的同時有效改善了塑性，表明了通過晶粒尺寸雙峰分布(Bimodal)組織解決塊體納米晶材料的高強度低塑性的可能性。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果。這與金屬材料加

2、工過程中混晶組織的出現(xiàn)會嚴重惡化材料力學性能的傳統(tǒng)認識是一致的。而作為一種典型的混晶組織，晶粒尺寸雙峰分布卻對性能起到了改善作用，說明不能對混晶組織一概而論，而應對其組織中兩種不同晶粒尺寸的分布參數(shù)進行深入系統(tǒng)的分析。而要做到這一點，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。 本文建立一種新的方法，通過合金成分設計+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現(xiàn)了組織參

3、數(shù)(微米晶相的體積分數(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性能的關系，驗證了雙峰分布思路的可行性。研究結果表明：在Cu-Al共析體系合金中通過等徑角變形+退火的工藝組合獲得了微米晶先共析相+超細晶共析基體的晶粒尺寸雙峰分布復合組織；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，超細晶共析相尺寸大約為400nm左右，得到了晶粒尺