一种高强塑性纳米结构锆金属及其制备方法技术

一种高强塑性纳米结构锆金属及其制备方法，其主要是对纯锆板进行液氮低温轧制变形后，埋于氮化硼粉末中压成柱状片，放入马弗炉中干燥；然后将氧化锆粉末和稀释的水玻璃混合压成柱状氮化锆片，放入马弗炉中干燥；将白云石片、上述锆板氮化硼片以及氧化锆片叠放在叶腊石立方体的柱状孔内，置于六面顶压机中并进行高压处理，压力为0.5～1.0GPa，保压时间为5分钟，温度为室温。通过上述方法制备的一种高强塑性纳米结构锆金属，其结构特征是：含有体积分数为71～80%的纳米晶、亚晶，其余为少量的残余轧制变形微结构的混合结构。本发明专利技术制备的锆金属具有高强度和优异的塑性，其抗拉强度≥836MPa，均匀延伸率≥6%。

【技术实现步骤摘要】

  本专利技术属于金属材料领域，特别涉及一种锆金属及其制备方法。
技术介绍
  强度和塑性是金属结构材料的两个重要的参数。现代工业和科学技术的发展要求未来的结构材料应该同时具备高强度和高塑性的特点。根据Hall-Petch关系，材料的屈服强度与晶粒尺寸的平方根成反比，即晶粒尺寸越小，材料的强度越高。我们可以通过细化晶粒使材料的强度显著增加。因此，具有高强度的纳米(<100nm)结构金属成为近年来的研究热点。但是大量的研究工作表明：虽然纳米结构金属具有很高的强度，但塑性一般都比较差，没有均匀变形能力或者均匀延伸率很小(<3%)。这是因为材料中大量晶界的出现，限制了变形载体位错的运动；同时，其加工硬化能力很小。因此，提高了材料的强度，但却极大损失了材料的塑性。我们可以通过热退火的方法对纳米结构金属的结构进行调控，进而达到提高塑性的目的，但是热退火的方法经常会导致强度的大幅下降。如何能够提高纳米结构金属的塑性，换言之，如何制备出同时具有高强度和高塑性的纳米结r>构材料成为金属材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强塑性纳米结构锆金属的制备方法，其特征在于：（1）原料为纯度99.95%的普通商用纯锆板；（2）将上述锆板放入液氮中浸泡10~20分钟，使其与液氮达到热平衡，再放入轧机进行轧制，轧机开动后对上下轧辊和辊缝进行液氮喷淋5~10分钟，然后迅速取出液氮浸泡中的纯锆板进行轧制，轧辊转动的线速度为0.30~0.45m/s，单道次压下量为1.5~2.5%，由轧机冷轧变形后上述锆板直接掉入装有液氮的冷却容器中，进行10~20分钟的浸泡冷却；轧制过程中的温度是：送入轧辊前为？170~？160℃，轧制后为？110~？90℃。重复以上轧制过程直至锆板变形量达到90%以上；（3）将上述液氮冷轧后的锆板切成能够...

【技术特征摘要】
1.一种高强塑性纳米结构锆金属的制备方法，其特征在于：
（1）原料为纯度99.95%的普通商用纯锆板；
（2）将上述锆板放入液氮中浸泡10~20分钟，使其与液氮达到热平衡，
再放入轧机进行轧制，轧机开动后对上下轧辊和辊缝进行液氮喷淋5~10分
钟，然后迅速取出液氮浸泡中的纯锆板进行轧制，轧辊转动的线速度为
0.30~0.45m/s，单道次压下量为1.5~2.5%，由轧机冷轧变形后上述锆板直接
掉入装有液氮的冷却容器中，进行10~20分钟的浸泡冷却；轧制过程中的
温度是：送入轧辊前为-170~-160℃，轧制后为-110~-90℃。重复以上轧制
过程直至锆板变形量达到90%以上；
（3）将上述液氮冷轧后的锆板切成能够放入Φ30压片模具大小的板
块，用手动液压机将上述切好的板块包埋于14~18g的氮化硼粉末中压成柱
状片，然后置于马弗炉中在温度50℃条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张湘义，郭得峰，李明，石银东，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：