一种提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺，属于金属材料强化技术领域。具体是通过对金属棒材、管材或板材样品施加小角度循环往复扭转变形，通过在金属材料表面至内部产生梯度分布的剪切塑形应变，从而引入梯度分布的位错和纳米孪晶等变形微结构，并且保留原始态的粗晶结构。其中，扭转角振幅介于2度和30度之间，循环扭转周次介于2和200之间。与相同成分的均匀粗晶结构相比，经过循环往复扭转工艺处理后的金属材料的屈服强度提高1.5倍以上，并且具有与粗晶相当的均匀塑性。利用本发明专利技术在原始粗晶中获得具有梯度分布微结构具有高强度和良好塑性匹配。

A kind of cyclic torsion process for improving mechanical properties of metal materials

【技术实现步骤摘要】
一种提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺
本专利技术涉及金属材料强化
，具体涉及一种提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺。
技术介绍
金属材料由于兼具强度、塑性和韧性等综合力学和理化性能而广泛应用于航空航天、石油化工、交通运输等几乎所有工业领域，是人类社会不可或缺的一类重要材料。近年来，随着社会的发展，资源日益短缺、能源消耗和环境污染不断加剧，这迫使金属构件和装备不断向高性能、轻质、节能环保方向发展，使役环境越来越复杂，显微强度和硬度偏低的传统结构金属材料难以在如此苛刻工况条件下应用。近个世纪以来，材料研究的核心问题一直是如何提高材料的强度。迄今为止，已发展出一系列通过调控材料的成分、微观组织结构和内部缺陷来强化金属材料的技术，包括固溶强化、形变强化、弥散强化等。尽管这些强化技术可在一定程度上提高材料强度，但往往导致其塑性和韧性变差，加工硬化能力降低，从而严重制约了高强度金属材料的发展。上世纪80年代，德国材料科学家Gleiter教授提出纳米结构材料的概念，即将材料结构单元(如多晶材料中的晶粒尺寸)减小至纳米尺度，其显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺，其特征在于：该工艺通过对金属材料样品进行小角度循环往复扭转变形处理，从而在金属材料的原始粗晶结构中引入梯度分布的位错和纳米孪晶变形微结构，从而提高金属材料的力学性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺，其特征在于：该工艺通过对金属材料样品进行小角度循环往复扭转变形处理，从而在金属材料的原始粗晶结构中引入梯度分布的位错和纳米孪晶变形微结构，从而提高金属材料的力学性能。


2.根据权利要求1所述的提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺，其特征在于：所述金属材料为棒材或管材；轴向长度大于10mm，直径大于1mm。


3.根据权利要求2所述的提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺，其特征在于：所述小角度循环扭转变形处理是指：将棒材或管材的一端固定，并施加力使棒材或管材的另一端绕其中心轴往复旋转，往复旋转一次为一个循环扭转周次。


4.根据权利要求3所述的提高金属材料力学性能的循环扭转加工工艺，其特征在于：所述往复旋转一次是指棒材或管材的另一端绕其中心轴旋转，先从初始位置顺时针旋转角度θ，再逆时针旋转角度θ回到初始位置，棒材或管材完成一次往复旋转，即一个循环扭转周次；接着棒材或管材再从初始位置开始进行下一次往复旋转过程，如此反复循环，直至达到所需循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢磊，潘庆松，崔方，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21