[发明专利]一种高强韧性微/纳米层状金属材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高强韧性微/纳米层状金属材料及其制备方法。该材料由软质微米晶和硬质纳米晶单元层交替构成，层界面达到原子程度结合且层内连续。该材料通过跨界面软/硬交互约束作用抑制了硬质层过早应变局部化趋势并激发其持久的均匀承载机制，同时具有硬质层的强度和软质层的延塑性。其制备方法包括以下步骤：依次累积热轧、液氮冷轧异质叠层板；循环进行部分再结晶退火和轧制减薄至目标单元层厚；再进行部分再结晶退火。本发明克服了传统严重塑性变形所制备块体细晶材料低塑性的本征缺点，以及传统累积叠轧工艺所制备层状材料因界面结合强度低、硬质层优先颈缩断裂而力学性能低的缺点。

主权项

1.一种高强韧性微/纳米层状金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(一)制得纳米晶/纳米晶异质叠层板、或者超细晶/纳米晶异质叠层板：将多块相同厚度的软质板状金属材料和硬质板状金属材料按目标层数交替叠放并进行累积热轧得异质叠层板，再对异质叠层板进行冷轧得到纳米晶/纳米晶异质叠层板、或者超细晶/纳米晶异质叠层板；(二)将上述异质叠层板进行部分再结晶退火处理—室温轧制减薄的循环处理，直至异质叠层板的单元层厚度在目标层厚1‑50μm；(三)将单元层厚度在目标层厚1‑50μm的异质叠层板进行部分再结晶退火，其中，部分再结晶退火是指：在由异质单元层构成的异质叠层板中只有软质单元层晶粒发生再结晶并长大，而硬质单元层保持晶粒原有尺寸的退火过程；步骤(一)中累积热轧的次数大于2次，每次热轧的压下量为每次热轧之前异质叠层板厚度的30％‑70％，冷轧的次数为2‑4次，每次冷轧的压下量为每次冷轧之前异质叠层板厚度的25％‑50％，步骤(二)中的部分再结晶退火温度和步骤(三)中的部分再结晶退火温度均为大于等于软质层再结晶临界温度T1并低于硬质层再结晶临界温度T2，步骤(二)中的部分再结晶退火时间为3min‑24h，步骤(三)中的部分再结晶退火时间为5min‑48h，且步骤(三)中的部分再结晶退火时间大于步骤(二)中的部分再结晶退火时间。