[发明专利]材料的塑性变形方法及铝或铝合金

说明书

本发明公开了一种材料的塑性变形方法，以解决改善材料微观结构的技术问题。该方法包括使待操作的材料被推动从模具转角挤压通道的初始位以≥10³·s^‑1或10⁴·s^‑1或10⁵·s^‑1或10⁶·s^‑1的应变率到达所述转角挤压通道的结束位而转变形成已操作的材料的过程。当使材料以10³·s^‑1以上的应变率通过该转角挤压通道时，将有助于在材料中形成形变孪晶，甚至可在一定条件下形成巨型形变孪晶，从而提高材料性能。

技术领域

本发明涉及材料(主要指金属，包括合金，下同)的大塑性变形技术，特别涉及材料的塑性变形方法、材料的塑性变形设备以及铝或铝合金及它们的制造方法。

背景技术

材料的大塑性变形技术手段主要包括锻造、轧制、高压扭转变形以及等通道转角挤压 (Equal Channel Angular Pressing，简称ECAP)等，它们的普遍作用是对材料进行晶粒细化从而改善材料微观结构提升材料性能。其中，现有的等通道转角挤压方法具体是一种通过液压机等常规驱动机械推动材料从等通道转角挤压模具的转角挤压通道的初始位向结束位运动而使材料产生强烈剪切应变且保持材料横截面基本不变从而在所述结束位获得超细晶材料的大塑性变形方法，该方法已被普遍视为制备超细晶材料的重要方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种材料的塑性变形方法和材料的塑性变形设备，以解决改善材料微观结构的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种材料的塑性变形方法，该方法包括使待操作的材料被推动从模具转角挤压通道的初始位以≥10³·s^-1或10⁴·s^-1或10⁵·s^-1或10⁶·s^-1的应变率到达所述转角挤压通道的结束位而转变形成已操作的材料的过程。

进一步地是，上述方法具体包括：使待操作的材料处于所述转角挤压通道的初始位；使冲击装置向所述模具的材料推动部件释放冲击能量；以及在所述转角挤压通道的结束位获得由受冲击能量激发的材料推动部件的推动而经过转角挤压通道转变形成的已操作的材料。

进一步地是，所述冲击装置是一种利用被膨胀中气体驱动并在膛内加速而在炮口获得所需速度的弹丸来撞击材料推动部件的气炮。

进一步地是，所述气炮采用一级轻气炮；则该一级轻气炮的炮口弹丸出速≥100m/s或 200m/s或300m/s或400m/s或500m/s。

进一步地是，所述弹丸包含作为基础的弹丸后部以及设置在弹丸后部上用于直接撞击材料推动部件的弹丸前部，弹丸后部的材料的密度和硬度均小于弹丸前部的材料的密度和硬度。

进一步地是，所述材料推动部件包含用于直接接受弹丸撞击的材料推动部件后部以及设置在材料推动部件后部上用于与模具转角挤压通道上所述初始位所在的初始通道适配的材料推动部件前部，所述材料推动部件后部的横截面面积大于材料推动部件前部的横截面面积。

进一步地是，所述转角挤压通道优选为一个T形通道或内角Φ为60°-160°的L形通道。所述模具优选为一个等通道转角挤压模具。

进一步地是，使所述材料在该材料与转角挤压通道之间存在接触面润滑的条件下从所述初始位到达结束位。