[发明专利]一种7050铝合金表面形成纳米晶的检测方法

说明书

本发明公开了一种7050铝合金表面形成纳米晶的检测方法，包括以下步骤：制备若干块7050铝合金样品并对其进行相同工艺、不同工艺参数下的极端塑性应变；通过X射线衍射，得到X射线衍射图；绘制同一特定衍射晶面半高宽随工艺参数变化的曲线图；找出图中的增长拐点，通过透射电镜及电子衍射实验，验证增长拐点处所对应的极端塑性应变的工艺参数为7050铝合金表面形成纳米晶的最小工艺参数；绘制同一非特定衍射晶面半高宽随功率密度变化曲线图，对比透射电镜及电子衍射实验，排除非特定衍射晶面的半高宽数据。本发明采用超过最小工艺参数的工艺参数对7050铝合金进行极端塑性应变，在7050铝合金表面形成纳米晶，无需破坏材料表面进行检测，适用于实际生产过程。

技术领域

本发明涉及材料检测方法，具体涉及一种7050铝合金表面形成纳米晶的检测方法。

背景技术

多数工程材料的失效行为(例如接触疲劳失效，摩擦磨损等)多发生在样品的表面，并且这些失效行为对材料的表面组织和性能有很大的敏感性。因此，优化材料表面的组织和性能能够有效的提高工程材料总体的服役寿命。纳米晶材料是指晶粒尺寸在纳米量级的晶体材料。这类固体是由尺寸至少（在一个方向上）为几纳米的结构单元（主要是晶体）所构成的多晶体。由于纳米晶粒极细，大量的原子处于晶粒之间的界面上，使界面成为一种不可忽略的结构单元。这种独特的结构特征使纳米晶材料成为有别于多晶体和非晶体的一种新材料，从而使材料在力学、磁性、介电性、超导性、光子等方面具备了许多优异的性能。尤其是当晶粒细化到纳米级后，材料的许多力学性能会发生明显的变化，例如强度和硬度的提高，有些材料还会出现超塑性的现象。因此，纳米晶的形成与否成为以7050铝合金作为重要航空材料的飞行器部件稳定性的关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种7050铝合金表面形成纳米晶的检测方法，用以解决现有7050铝合金表面纳米晶检测技术中检验周期长、破坏材料表面、偶然性较大、测量晶粒尺寸误差较大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种7050铝合金表面形成纳米晶的检测方法，其创新点在于，包括以下步骤：

S1、制备若干块7050铝合金样品；

S2、使若干块7050铝合金样品在相同工艺、不同工艺参数下产生极端塑性应变；

S3、利用X射线衍射仪对每一块极端塑性应变后的7050铝合金样品进行X射线衍射，得到一组X射线衍射图；

S4、对一组X射线衍射图中同一特定衍射晶面的衍射峰进行分析，计算出每种工艺参数下X射线衍射线的半高宽；

S5、建立工艺参数与半高宽的二维坐标系，绘制同一特定衍射晶面的半高宽随工艺参数变化的曲线图；

S6、找出半高宽随工艺参数变化的曲线图中的增长拐点，通过透射电镜及电子衍射实验，验证增长拐点处所对应的极端塑性应变的工艺参数为7050铝合金表面形成纳米晶的最小工艺参数；当极端塑性应变对应的工艺参数超过其最小工艺参数时，7050铝合金表面形成纳米晶；

S7、绘制同一非特定衍射晶面半高宽随功率密度变化曲线图，对比透射电镜及电子衍射实验，排除非特定衍射晶面的半高宽数据。

其中，所述7050铝合金材料中特定衍射晶面为晶面指数h、k、l之和为偶数的惯习面，所述非特定衍射晶面为晶面指数h、k、l之和为奇数的惯习面。

其中，产生极端塑性应变的工艺为激光冲击强化工艺、超声喷丸工艺、表面机械研磨工艺、表面机械碾压工艺中的一种。

上述的，激光冲击强化工艺的工艺参数为功率密度。

其中，所述7050铝合金表面形成纳米晶的检测方法还包括步骤S2与步骤S3之间对极端塑性应变后的7050铝合金样品进行表面处理的过程。