本发明属于合金材料制备技术领域，特别涉及一种多尺度结构合金材料、制备方法及其用途。
背景技术：
随着国家科学技术的发展与进步，制备出更高强韧性的合金材料以满足更苛刻条件下的应用，一直以来都是研究者们追求的目标。而合金材料的强韧化途径经过几十年的沉积与传承，已逐渐向多样化的加工处理技术发展。按照材料微观结构决定宏观性能的经典理论，科研工作者的最终目标均是通过精确控制合金材料的微观结构(相组成、晶粒尺度、分布位置及具体形态)，来有效优化其综合性能，尤其是机械性能，以达到合金材料强韧化的最终目的。
近年来，超细(100nm-1m)及纳米晶(100nm)材料因其可观的强化作用，逐渐成为了材料界的研究热点。纳米合金材料是其内部形成纳米晶的金属与合金。目前，常见的制备纳米结构金属以及合金的加工工艺主要包括大塑形变形法，通过位错的积聚以及重排来细化晶粒。此外，还有电沉积等工艺，通过控制一个促进大量形核但抑制晶粒长大的沉积条件，可以制备纳米晶。这些均是建立在hall-petch细晶强化理论之上，人们提出的合金材料的主要强化策略。hall-petch细晶强化理论指出，随着晶粒尺度的降低，可以获得前所未有的高强度。然而，各种研究表明，纳米晶合金材料虽然可以得到5～10倍于初始粗晶材料的高强度，但会呈现出较低的塑性，这本质上归因于超细晶粒内有限的位错储存和加工硬化能力。相比之下，高塑性的微米晶(1m)结构的合金材料似乎也受人们的青睐。
基于以上的种种矛盾性问题，近年来，科研者已经有了一系列设计策略的突破，这些工艺能够在合金材料中制得纳米晶并获得高强度，同时亦保留了大部分微米晶结构使材料塑性得到大幅度提升。这正是科研工作者们提出的“双尺度”、“多尺度”微观结构制备策略，即制备出纳米晶(100nm)、超细晶(100nm-1m)、微米晶(1-2m)等多种尺度晶粒中任意两种或多种尺度晶粒共存的多尺度结构合金材料。这一举措可将纳米或超细晶材料的强化作用工程应用化，同时亦可改进传统铸态粗晶材料的综合机械性能，使合金材料兼具较高的强度和塑性。
目前，制备双尺度/多尺度结构合金材料的主要方法有，块体合金的塑性变形+热处理诱发的再结晶行为，不同粒径合金粉末的固态烧结法及梯度烧结法，半固态加工技术，基于粉末冶金的半固态烧结技术等，均可制得粗晶相弥散分布于细晶基体的双尺度组织。然而，上述这些方法存在
声明：
“多尺度结构合金材料、制备方法及其用途与流程” 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：广州铁路职业技术学院(广州铁路机械学校)
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2025年05月16日 ~ 18日 
