摘要
纳米结构材料由于独特的结构和优异的性能而备受关注，塑性变形是制备纳米金属材料的有效方式之一，但通过一般的塑性变形难以有效地细化纯铝的微观结构。研究发现低温变形和复合塑性变形能够细化晶粒，为纯铝的进一步细化提供了条件。本研究利用轧制和高压扭转对1060工业纯铝进行了低温变形处理，制备出了纳米晶纯铝样品。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及背散射电子衍射技术等手段对样品的微观结构进行了表征；利用显微硬度仪进行力学性能测试；研究了不同变形条件对于微观结构的影响，对比了超细晶与纳米晶材料的稳定性差别。主要的研究结果如下： （1）低温冷轧1060工业纯铝的微观组织和力学性能 液氮下进行轧制处理后纯铝晶粒的饱和尺寸为270nm，其形貌主要是层片结构，存在大量的小角晶界以及位错结构。轧制后1060工业纯铝的显微硬度随着晶粒尺寸的减小而增加，当晶粒尺寸为270nm时硬度可达到440MPa。 （2）高压扭转1060工业纯铝的微观组织和力学性能 对冷轧后的纯铝试样进行高压扭转处理，首次在工业纯铝中获得了尺寸为70nm的等轴晶粒，发现材料中晶界以大角度晶界为主，同时还存在少量孪晶界；另外材料的硬度显著提升，晶粒尺寸为70nm时，硬度为840MPa。 （3）超细晶和纳米晶纯铝热稳定性 对比研究轧制态超细晶试样和高压扭转后的纳米晶试样的热稳定性发现，纳米晶样品较超细晶样品具有更高的稳定性。在退火过程中当温度低于200℃时，晶粒尺寸仍然能够保持在100nm，超细晶纯铝退火温度为200℃时晶粒尺寸已经达到了1μm。
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