制备纳米晶金属材料的方法技术

本发明专利技术公开一种纳米晶金属材料的深度冷轧方法。它选择普通工业金属材料，按如下步骤操作：１）热轧；２）高温退火，温度在γ区，即９４０～９５０℃范围内，时间为０．５～２小时；３）深度冷轧，冷轧变形度为９０％以上，获得纳米晶金属材料。本发明专利技术具有材料的选择范围广，方法简单，便于操作，能做大的尺寸样品，适宜产业化要求等特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纳米晶及金属材料的冷轧技术，具体地说是一种。
技术介绍
在现有高新技术中，纳米晶材料的制备在国内、外盛行，其方法主要是惰性气体蒸发，原位加压制备，不足之处在于由于粉末工艺不易掌握，空洞的大小及分布很难一致，性能不稳定，有人认为纳米晶材料的弹性模量比大块试样减少50％以上，另有人认为纳米晶材料的弹性模量减少不超过8％，还有人认为不减少。另外，纳米晶材料要变成结构材料，需做成大的样品，目前的方法难以做到，因此其力学性能大多数只能测量维氏硬度，很难做拉伸性能实验，使结构材料方面的应用受到限制。近年来，俄罗斯R.Z.Valiev倡导(R.Z.Valiev，et al.Prog.Mater Sci.，45(2000)103-189))用深度冷加工方法制备纳米晶金属材料，在只做了锻造试验后发现其组织结构很不均匀，认为所有传统的加工工艺都不适宜制备纳米晶材料。但实际上，深度冷轧方法制备纳米晶金属材料目前尚未见报道。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术的目的是提供一种材料的选择范围广、方法简单、适宜产业化要求的。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是选择普通工业金属材料，按如下步骤操作1)热轧；2)高温退火，温度在γ区，即940～950℃范围内，时间为0.5～2小时；3)深度冷轧，冷轧变形度为90％以上，获得纳米晶金属材料。本专利技术具有如下优点1.材料的选择范围广。由于任何金属均可压延加工，与现有技术特殊的材料才能制备纳米晶材料的方法相比，本专利技术不限于金属材料的选择，这不仅大大拓宽了应用领域，又打破了R.Z.Valiev的用传统工艺不能做成纳米材料的看法。2.方法简单，便于操作。由于从40、50年代开始生产钢的冷加工很多，工艺成熟，本专利技术适用常规压延方法，它不涉及其他工艺带来的一些问题，如粉末工艺的稳定性，压结致密度等，所以十分方便。3.能做大的尺寸样品，适宜产业化要求。采用本专利技术用常规热处理、冷轧生产出的样品尺寸可满足用户所需(仅与使用的轧钢机有关)。与现有技术相比，本专利技术产品力学性能更优，样品大小并可做普通拉伸性能实验。4.本专利技术采用传统工艺，所以成本低。具体实施例方式实施例1按如下步骤操作1.热轧选择普通工业金属材料如普通工业工艺纯铁，将所述纯铁轧到4毫米厚； 2.热处理高温退火，高温至γ区，即940℃，保持1小时；3.冷轧将4毫米厚纯铁材料冷轧到0.8毫米，其冷轧变形按长度计算为98％，即获得纳米晶纯铁材料。本专利技术实施例已可做出的纳米晶纯铁，通过X射线和透射电镜分析，本专利技术晶粒已达到纳米尺度范围，晶粒度测试结果见表1。表1为实施例1晶粒度测试结果 其中*扣除了样品中残余应力效应。本专利技术方法具有3个特点(1)采用普通材料(铁它是钢的基本元素；还有铁磁性)；(2)普通加工工艺(轧)，本专利技术晶粒尺寸已经和R.Z.Valiev的特殊加工，即深度塑性变形(Sever Plastic Deformation，缩写SPD)办法所得尺寸相当，即100～200nm，采用SPD方法使用的样品一般为Φ20×(70～100)mm3；(3)可以做大样品。本专利技术的样品就能做拉伸试验。只要冷加工设备的能力足够大，再大很多的纳米材料均可能做成。与国际上表面纳米化处理材料的应用面受限制相比，采用本专利技术不受处理材料限制。权利要求1.一种，选择普通工业金属材料，其特征在于按如下步骤操作1)热轧；2)高温退火，温度在γ区，即940～950℃范围内，时间为0.5～2小时；3)深度冷轧，冷轧变形度为90％以上，获得纳米晶金属材料。全文摘要本专利技术公开一种。它选择普通工业金属材料，按如下步骤操作1)热轧；2)高温退火，温度在γ区，即940～950℃范围内，时间为0.5～2小时；3)深度冷轧，冷轧变形度为90％以上，获得纳米晶金属材料。本专利技术具有材料的选择范围广，方法简单，便于操作，能做大的尺寸样品，适宜产业化要求等特点。文档编号C21D8/00GK1410561SQ0112825公开日2003年4月16日 申请日期2001年10月10日 优先权日2001年10月10日专利技术者龙康, 王胜刚, 龙期威 申请人:中国科学院金属研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米晶金属材料的深度冷轧方法，选择普通工业金属材料，其特征在于：按如下步骤操作：１）热轧；２）高温退火，温度在γ区，即９４０～９５０℃范围内，时间为０．５～２小时；３）深度冷轧，冷轧变形度为９０％以上，获得纳米晶金属材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙康，王胜刚，龙期威，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]