近20年來, 大塑性變形(SPD)納米結構材料已經取得了很大進展, 利用大塑性變形方法制備的納米結構金屬和合金往往具有一系列不同尋常的物理、化學和力學性能, 因而可在各種結構和功能材料中得到廣泛應用[1–6]
作為一種重要的不可熱處理合金, Al–Mg合金(5xxx系列)是迄今為止在低溫儲罐、鋁墻板、照明產品、內存磁盤基板、船用發動機部件等方面應用最廣泛的鋁合金材料[7, 8]
同時, 由于Al–Mg合金與2xxx系列和7xxx系列鋁合金相比, 可再生能力更強、密度更低且成本更低, 已被廣泛用于車身內部面板等汽車部件[8]
研究表明, 以Mg為主要添加元素的 SPD Al–Mg合金, 其性能如加工硬化速率、熱穩定性、位錯增殖能力、晶粒細化均得以提高, 從而可提高合金的強度和伸長率[9–11]
因此, 二元Al–Mg合金已經引起基礎研究和技術發展的廣泛關注
目前SPD金屬材料的性能與微觀結構之間的對應關系仍未得到令人滿意的理論解釋[5]
例如, 當晶粒尺寸減小到100 nm以下時, 納米晶材料的強度和晶粒尺寸之間可能會偏離正常的Hall–Petch關系, 此時材料的強度還取決于其晶界結構缺陷等因素[5, 12]
因此, SPD合金的強化不僅和常規強化機制相關, 還取決于某些新的強化機制如納米孿晶、非平衡晶界等的作用[1, 5, 6]
高壓扭轉(HPT)是SPD中最有前途的技術之一, 是大塑性變形中細化晶粒能力最強的技術[13], 能制備出晶粒尺寸小于100 nm的納米結構材料[2, 14, 15]
隨著近年來新的HPT技術的不斷開發, HPT材料在需很小尺寸零件的微機電系統(MEMS)、需高強度和生物兼容性的生物醫用材料(如生物植入用微型的彈簧、螺絲等)、需高力學性能的墊圈以及用粉末固結法制備功能材料(如儲氫材料和磁性材料) 等方面已經顯示出很好的應用前景[16]
由此可見, 對HPT材料成分、組織和性能及其相關技術的進一步研究及開發, 具有重要的理論和應用價值
本文對不同成分的二元Al–Mg合金和一種商用AA5182鋁合金在室溫下進行了高壓扭轉大塑性變形實驗, 用 HRTEM 對HPT材料的微觀結構進行了研究, 討論了HPT Al–Mg合金的晶粒細化機制以及非平衡晶界對材料微觀結構的形成及其性能的影響
1 實驗方法
實驗材料為三種二元Al–Mg(0.5%,
聲明：
“高壓扭轉大塑性變形Al–Mg合金中的晶界結構*” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：蔣婷慧,劉滿平,謝學鋒,王俊,吳振杰,劉強,Hans J. Roven
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2025年07月23日 ~ 26日 
