納米晶金屬材料的深度冷軋方法
2023-04-30 14:58:16
專利名稱：納米晶金屬材料的深度冷軋方法
技術領域：
本發明涉及納米晶及金屬材料的冷軋技術，具體地說是一種納米晶金屬材料的深度冷軋方法。
背景技術：
在現有高新技術中，納米晶材料的製備在國內、外盛行，其方法主要是惰性氣體蒸發，原位加壓製備，不足之處在於由於粉末工藝不易掌握，空洞的大小及分布很難一致，性能不穩定，有人認為納米晶材料的彈性模量比大塊試樣減少50％以上，另有人認為納米晶材料的彈性模量減少不超過8％，還有人認為不減少。另外，納米晶材料要變成結構材料，需做成大的樣品，目前的方法難以做到，因此其力學性能大多數只能測量維氏硬度，很難做拉伸性能實驗，使結構材料方面的應用受到限制。近年來，俄羅斯R.Z.Valiev倡導(R.Z.Valiev，et al.Prog.Mater Sci.，45(2000)103-189))用深度冷加工方法製備納米晶金屬材料，在只做了鍛造試驗後發現其組織結構很不均勻，認為所有傳統的加工工藝都不適宜製備納米晶材料。但實際上，深度冷軋方法製備納米晶金屬材料目前尚未見報導。
發明內容
為了克服上述不足，本發明的目的是提供一種材料的選擇範圍廣、方法簡單、適宜產業化要求的納米晶金屬材料的深度冷軋方法。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是選擇普通工業金屬材料，按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在γ區，即940～950℃範圍內，時間為0.5～2小時；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶金屬材料。
本發明具有如下優點1.材料的選擇範圍廣。由於任何金屬均可壓延加工，與現有技術特殊的材料才能製備納米晶材料的方法相比，本發明不限於金屬材料的選擇，這不僅大大拓寬了應用領域，又打破了R.Z.Valiev的用傳統工藝不能做成納米材料的看法。
2.方法簡單，便於操作。由於從40、50年代開始生產鋼的冷加工很多，工藝成熟，本發明適用常規壓延方法，它不涉及其他工藝帶來的一些問題，如粉末工藝的穩定性，壓結緻密度等，所以十分方便。
3.能做大的尺寸樣品，適宜產業化要求。採用本發明用常規熱處理、冷軋生產出的樣品尺寸可滿足用戶所需(僅與使用的軋鋼機有關)。與現有技術相比，本發明產品力學性能更優，樣品大小並可做普通拉伸性能實驗。
4.本發明採用傳統工藝，所以成本低。
具體實施例方式
實施例1按如下步驟操作1.熱軋選擇普通工業金屬材料如普通工業工藝純鐵，將所述純鐵軋到4毫米厚；
2.熱處理高溫退火，高溫至γ區，即940℃，保持1小時；3.冷軋將4毫米厚純鐵材料冷軋到0.8毫米，其冷軋變形按長度計算為98％，即獲得納米晶純鐵材料。
本發明實施例已可做出[(0.8～1.0)×74mm×任意長]的納米晶純鐵，通過X射線和透射電鏡分析，本發明晶粒已達到納米尺度範圍，晶粒度測試結果見表1。
表1為實施例1晶粒度測試結果
其中*扣除了樣品中殘餘應力效應。
本發明方法具有3個特點(1)採用普通材料(鐵它是鋼的基本元素；還有鐵磁性)；(2)普通加工工藝(軋)，本發明晶粒尺寸已經和R.Z.Valiev的特殊加工，即深度塑性變形(Sever Plastic Deformation，縮寫SPD)辦法所得尺寸相當，即100～200nm，採用SPD方法使用的樣品一般為Φ20×(70～100)mm3；(3)可以做大樣品。本發明的樣品就能做拉伸試驗。只要冷加工設備的能力足夠大，再大很多的納米材料均可能做成。與國際上表面納米化處理材料的應用面受限制相比，採用本發明不受處理材料限制。
權利要求
1.一種納米晶金屬材料的深度冷軋方法，選擇普通工業金屬材料，其特徵在於按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在γ區，即940～950℃範圍內，時間為0.5～2小時；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶金屬材料。
全文摘要
本發明公開一種納米晶金屬材料的深度冷軋方法。它選擇普通工業金屬材料，按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在γ區，即940～950℃範圍內，時間為0.5～2小時；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶金屬材料。本發明具有材料的選擇範圍廣，方法簡單，便於操作，能做大的尺寸樣品，適宜產業化要求等特點。
文檔編號C21D8/00GK1410561SQ0112825
公開日2003年4月16日 申請日期2001年10月10日 優先權日2001年10月10日
發明者龍康, 王勝剛, 龍期威 申請人:中國科學院金屬研究所