近20年来, 大塑性变形(SPD)纳米结构材料已经取得了很大进展, 利用大塑性变形方法制备的纳米结构金属和合金往往具有一系列不同寻常的物理、化学和力学性能, 因而可在各种结构和功能材料中得到广泛应用[1–6]
作为一种重要的不可热处理合金, Al–Mg合金(5xxx系列)是迄今为止在低温储罐、铝墙板、照明产品、内存磁盘基板、船用发动机部件等方面应用最广泛的铝合金材料[7, 8]
同时, 由于Al–Mg合金与2xxx系列和7xxx系列铝合金相比, 可再生能力更强、密度更低且成本更低, 已被广泛用于车身内部面板等汽车部件[8]
研究表明, 以Mg为主要添加元素的 SPD Al–Mg合金, 其性能如加工硬化速率、热稳定性、位错增殖能力、晶粒细化均得以提高, 从而可提高合金的强度和伸长率[9–11]
因此, 二元Al–Mg合金已经引起基础研究和技术发展的广泛关注
目前SPD金属材料的性能与微观结构之间的对应关系仍未得到令人满意的理论解释[5]
例如, 当晶粒尺寸减小到100 nm以下时, 纳米晶材料的强度和晶粒尺寸之间可能会偏离正常的Hall–Petch关系, 此时材料的强度还取决于其晶界结构缺陷等因素[5, 12]
因此, SPD合金的强化不仅和常规强化机制相关, 还取决于某些新的强化机制如纳米孪晶、非平衡晶界等的作用[1, 5, 6]
高压扭转(HPT)是SPD中最有前途的技术之一, 是大塑性变形中细化晶粒能力最强的技术[13], 能制备出晶粒尺寸小于100 nm的纳米结构材料[2, 14, 15]
随着近年来新的HPT技术的不断开发, HPT材料在需很小尺寸零件的微机电系统(MEMS)、需高强度和生物兼容性的生物医用材料(如生物植入用微型的弹簧、螺丝等)、需高力学性能的垫圈以及用粉末固结法制备功能材料(如储氢材料和磁性材料) 等方面已经显示出很好的应用前景[16]
由此可见, 对HPT材料成分、组织和性能及其相关技术的进一步研究及开发, 具有重要的理论和应用价值
本文对不同成分的二元Al–Mg合金和一种商用AA5182铝合金在室温下进行了高压扭转大塑性变形实验, 用 HRTEM 对HPT材料的微观结构进行了研究, 讨论了HPT Al–Mg合金的晶粒细化机制以及非平衡晶界对材料微观结构的形成及其性能的影响
1 实验方法
实验材料为三种二元Al–Mg(0.5%,
声明：
“高压扭转大塑性变形Al–Mg合金中的晶界结构*” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：蒋婷慧,刘满平,谢学锋,王俊,吴振杰,刘强,Hans J. Roven
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2025年06月20日 ~ 22日 
