制备块体纳米超细晶材料的大塑性变形技术.pdf

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1、制 备块 体 纳米 超 细 晶材 料 的 大 塑 性 变 形技 术 赵新 等 5 制备块体纳米 超细晶材料的大塑性变形技术 赵 新 高聿 为 南 云 荆 天辅(河北亚 稳 材料 制 备技 术与 科学 重 点实验 室，燕 山大学 材料 科 学与工 程 学院，秦皇 岛 0 6 6 0 0 4)摘要 综述 了采 用 S P D 技术 制 备块 体超 细 晶(UF G)和纳 米 晶(NC)材 料 的几种 新 方 法，如 等通 道 角挤 压、高压 扭 转、多向锻 造、多向压 缩、板 条马 氏体冷 轧 法、累积轧 焊 法、冷 拔、反 复弯 曲平 直 法等，分析 了采 用这 些工 艺制 备 的块 体 纳米

2、材料 所 共 有的微 观 组 织特点。着重 阐述 了 S P D技 术 的研 究 进展。关键 词大塑性变形块体纳米 超细晶材料微观组织 Se ve r e Pl a s t i c D e f o r m a t i o n M e t ho ds f or Bu l k N a n0 s t r uc t ur e d M a t e r i a l s Z HA0 Xi n GAO Yu we i NAN Yu n J I NG Ti a n f u (Ke y La b o f M e t a s t a b l e M a t e r i a l s S c i e n c e a n

3、 d Te c h n o l o g y，He b e i；De p a r t e me n t o f M a t e r i a l s Sc i e n c e a n d Te c h n o l o g y，Ya n s ha n Un i v e r s i t y，Qi n g h u a n g d a o 06 6 0 0 4，P R Ch i n a)Ab s t r ac t S e v e r a l n e w SP D me t h o d s f o r b u l k n a n o s t r u c t ur e d ma t e r i a l s，s

4、 u c h a s Eq u a l Cha n n e l An g u l a r p r e s s i n g，Hi g h Pr e s s u r e To r s i o n，M u l t i f o r g i n g，M u l t i a x i a l Co mp r e s s i o n，S e v e r e Co l d r o i l i n g o f l a t h M a r t e n s i t e，A c c u m u l a t i v e Ro l l b o n d i n g，Co l d Dr a w i n g a n d Re p

5、 e t i t i v e Co r r u g a t i o n a n d S t r a i g h t e n i n g a r e r e v i e we d i n t h i s p a p e r Th e mi c r o s t r uc t u r e c h a r a c t e r i s t i c s o f b u l k n a n o s t r u c t u r e d S PD ma t e r i a l s a r e a n a l y s e d Emp h a s i s i s p l a c e d o n a d v a n

6、c e s i n SPD me t hods K e y wo r ds s e v e r e p l a s t i c d e f o r ma t i o n，b u l k u hr a f i n e g r a i n e d a n d n a n o c r y s t a U i n e ma t e r i a l s，mi c r o s t r u c t u r e S e v e r e P l a s t i c D e f o r ma t i o n(S P D)是 一种 大 塑性 变 形技 术，具有强烈的细化晶粒的能力，甚至可以将晶体加工成非晶体】。上个

7、世 纪 9 O年代 初，俄 罗斯 Uf a州州 立大 学高 等 材料物 理研 究 所 的 R Z Va l i e v领 导 的研 究 小 组 开 始 采 用 等 通 道 角 挤 压 法(E C AP)和高 压 扭 转(HP T)两 种 S P D 工 艺 制备 纳 米 晶 金 属 。当时 Va l i e v给 出 了 S P D工 艺 应 满 足 的 多项 条 件，其 中主 要 有：相对 低 的变形 温 度；大 塑性 变形 量；变 形体 内承 受 高压。在 这 一 原则的指导下越来越多的 S P D工艺方法被开发出来(见表 1)。其中高压扭转法(HP T)最符合 Va l i e v提 出

8、来的工艺原则，细化 晶粒 的能 力 也最 强。在 室温、5 GP a高 压 的条件 下，Ni Ti 晶体 经 等效应变为 5的 HP T加工后，出现了完全非晶化的组织。新近 开发 的 板 条马 氏体 冷 轧 法(Ms CR)采 用板 条 马 氏体、下 贝 氏体 或 粒状 贝 氏体 等过 饱 和 固 溶体 作 为 初始 组 织，经 过 相 对 压下 量 9 3 (等效应变 为 3 2)的冷轧+低温再结晶退火后，制得平均 晶粒 尺寸 小 于 5 0 n m 的低 合 金钢板，与 HRT 相 比大 大 降低 了工 艺变 形 量【7 。在 加工 变 形抗 力较 大 的材 料时，低温 加热 也被 普遍

9、采用。这些研 究进展促使 S P D技术被广泛应用于制造块状纳米 材料 领 域。如有 色金 属n 、黑色 金属“、合 金 1 7 4 2 0 半导 本 材 料 2 、复 合材 料 9 钉 等。这些 UF G 和 NC材 料是 由块体 粗 晶 材 料 经不 同 S P D工 艺 制 备 的，尽管 其 组 织 细 化 机制 有 所不 同，但 用 多种 显微分 析 手段 分析 发现，该类 材 料具有 界 面清 洁、结 构 致密的特点。因此块体纳米 S P D材料不仅可 以为科学研究提供 性能稳定的大尺寸试样，而且可以直接制成商用结构件 1。目 前，美、俄、德、日等发达工业 国家纷纷出资支持该技术的基

10、础研 究，日本、韩 国 的一些大 型钢铁 企业还 开展 了相 应的应 用研 究。表 1 制备块体纳米 超细晶材料的 S P D工艺方法*应变量计算方法见第 1节中的各小节*国家 自然科 学 基金(钢 铁 联合 基金 5 0 2 7 1 0 6 0)及河 北省 自然 科 学基 金(5 0 3 2 9 1)资 助项 目 赵 新：博士 生E ma i l：e d z 8 8 ma i l y s u e d u c a 维普资讯 http:/ 6 材 料 导 报 2 0 0 3年 1 2月 第 1 7卷 第 1 2期 1 S P D工艺方法 1 1 等通道角挤压法(E C AP)等 通道 角 挤压

11、法(Eq u a l C h a n n e l An g u l a r P r e s s i n g：EC AP)的原理 如 图 1所示，试 样 垂直 放入 模具 型腔，然后 从水 平型 腔 挤 出，从 而 完成 一 个 道 次 的挤 压 过 程。E C AP工 艺 的变 形 量 由式(1)计算 ，式 中 n为挤压道次，、分别为挤压通道的内、外 角。e (2 以 g(2-F xl r 2)+x r2 (2+W 2)，了(1)俄 罗斯 Va l i e v研 究 小组 于 上世 纪 9 O年 代 初首 先 用 E CAP 工 艺制 备了块 状 纳米 晶 S P D材料 2。制备 试样 的直

12、 径一 般 不 超 过 2 0 ram，长 度 为 6 O 1 2 0 mm，晶 粒 尺 寸 在 2 0 0 3 0 0 ri m 之 间。退火 低碳 钢、有声金 属及 其 合金 等塑 性较 好 的材 料均 可采 用 该 工 艺加工。p l u ng e r l s a mp l e 图 1 E CA P工艺原理 目前 E CAP工艺 已开发出以下 4种工艺路线：工艺 A是每 道次挤压后，试样不旋转，直接进行下一道次的挤压；工艺 B a 是 每道次挤压后，试样旋转 9 o。，进行下一道次的挤压，旋转方 向交 替 改变；工 艺 B c是 每道 次 挤 压 后，试 样 旋转 9 O。，进 行 下一

13、 道 次 的挤 压，旋 转 方 向 不改 变；工 艺 C是 每 道 次 挤 压 后，试 样旋 转 1 8 0。，再进行下一道次的挤压。这 4种工艺路线对被加工材料的 最终组 织 及性 能有 很 大影 响。一般认 为经 工 艺 B c加工 的块体 材 料较优，且 晶粒细化效率较高 2“”。最近有关采用 E CAP工艺 加工 钢铁 材料 的 报道 有较 大 的增 加 2 3 6 。1 2 高压扭转(HP T)高 压 扭转(Hi g h P r e s s u r e To r s i o n HP T)的原理 见 图 2。在 室温条件下，模具 中的试样被施 以 GP a级的高压，同时通过转 动 冲

14、头 来扭 转 试样。试 样 的变形 量 由冲 头转 动 的圈数 来控 制 并 可 用式(z)计 算，式 中 n为冲 头 转 动 圈数，r为距 试 样 中心 的 距 离，l 为试 样厚 度 3。2 ”1 一(2)分 析(2)式可 以发现，圆盘 形试 样 中的 变形 量在 径 向上是 有 梯度 的，圆盘 中心 的变 形量 为 0。然 而，在 实 际试 样 中的 变形 是 均 匀的 3 。由 于加工 过 程 中试 样的厚 度 是变 化 的，因此(2)式仅 具 有参 考意 义。HI T 几乎 与 EC AP同 时被 Va l i e v引入 来制 备纳 米 晶 S P D 材 料。HP T 在 加工

15、脆性 材 料 方面 具 有优 势，比如金 属 间化 合 物 及 半 导体 材料 等 2 。通 过 HR EM 观 察 发现，HP T 可 以将金 属 间化合 物 Ni。Al、F e。Al 和 Ni Ti 的 晶体 加工 成 完全 无 序状 态，甚至在 Ni Ti 中出现了完全非晶化现象，这说 明 HP T细化晶 粒 的能 力非 常 强 大。P 图 2 HP T工艺 原理 1 5 多向锻造(MF)和多 向压 缩(Mc)多 向锻 造(Mu l t i f o r g i n g MF)是 一 种 自 由锻 工 艺，一 般 锻 造 前 试样 需 加热，锻造 温 度 为 0 1 O 5 Tm。上 个世

16、 纪 9 O年 代 初 俄 罗斯科 学 院超 塑性 问题 研 究所 的 S a h s h c h e v等 采 用该方 法 加 工 了一 系列钛 合 金口 1 9 。在 对 脆性 较 大的 T i 的研 究中 】，S a l i s h c h e v a进 一步 发 展 了 MF工 艺：第 一 步 对 试 样进 行 热 机 械 变形以获得细品组织；第二步超塑性变形 以提高组织的均匀性；第 三 步 在 保证 超 塑 性 变形 的 温 度一 形 变速 率 条 件 下，对 试 样 进 行热机械变形以获得纳米晶组织。S a l i s h c h e v采用该方法制得 了晶粒尺寸为 1 0 0 n

17、 m 的 Ti 块体材料，后来，又制得了晶粒尺 寸 为 6 0 n m 的 Ti 一 6 Al 一 3 2 Mo块 体材 料 。多 向 压缩(Mu l t i a x i a l C o mp r e s s i o n MC)的 原 理 与 MF基 本 一致，只是 去掉 了拔 长工 序。具 体操 作 上采 用固 定 比例 的方 形 试样，每道次缩 3 o 4 5 ，淬水，然后将变形试样机加成原比 例 的 试样(长 轴 转 9 0。)，再 沿第 二 轴进 行压 缩，如 此反 复 压缩。近 年 来，A B e l y a k o v在 日本 采 用 多 向压 缩工 艺 对纯 铜 及 不锈 钢 等

18、 材 料 进行 了 加工，晶粒 尺寸可 以达到 数 百纳 米，并 对加 工 后试 样 的再结晶行为作了细致的研究 3 o 。多向压缩工艺便于精确计 算变形量，但仍属于多向锻造的一种。1 4 板 条马氏体冷轧法(MS c R)板 条 马 氏体 冷 轧法(S e v e r e C o l d r o l l i n g o f l a t h Ma r t e n s i t e MS CR)是指将试样在变形前预处理成板条马氏体、下贝氏体或 粒状 贝氏体等过饱和固溶体组织，然后进行时效 以降低马氏体 的脆性，具有 时效马氏体组织的试样经多道次累积大变形量冷 轧 后，试 样最 后经 再结 晶退 火

19、 即可 成 为纳 米 晶材 料。对 于合 金钢 来 说，可 以在 冷 轧后增 加 再结 晶 时效处 理 使 固溶 原子 析 出，以增 加再结晶退火时晶粒形核位置 7 。在假设无横向展宽平面变形 的条件下，钢板 的 Mi s e s等效应变可以由公式(3)来计算，式中 h 和 h 分别 是钢 板 轧前 和轧 后 的厚 度。一 ：z nh i (3)h 一 胁 一i 文献 1 4 采用该工艺制备了层间距为 9 0 n m 的板条马氏体 纳米多层结构钢板。最近 日本的 N Ts u i i 等】圳采用该工艺加 工 S S 4 O O钢时，仅用 5 o 的压下量就制得了 1 8 0 n m 等轴晶粒钢

20、 板。塑 性变 形与 再 结 晶法早 已被广 泛应 用 于细 化工 程材 料 的 晶 粒，相关的学术研究也很活跃。但由于其塑变前 的组织多为退火 钢 和 近 平 衡 态 的 有 色 金 属，组 织 较 粗 大，限制 了 晶粒 的细 化 效 果。Ms C R工 艺 突破 了这 种 限 制，通 过 淬 火 细 化 了 轧 前坯 料 的 晶粒，冷 轧 和再 结 晶退 火 使 晶粒进 一步 细 化，晶粒 更细 小。晶 粒 维普资讯 http:/ 制 备块 体 纳 米 超 细 晶 材 料 的 大 塑性 变 形 技 术 赵 新 等 7 最 终细 化 程度 取 决 于 轧前 板 条 晶 的尺 寸、轧制 变

21、形 量 和再 结 晶 退 火工 艺。1 5 累积轧焊法(AR B)累积 轧 焊 法(Ac c u mu l a t i v e R o l l b o n d i n g：ARB)是 将 原 始 板材 经表 面 处理 后双 层堆 垛，加热后 轧焊 在 一起，然后 从 中间剪 开送 回表 面 处理 后再 进行 下 次轧 焊循 环。为保 证 轧制 后板 材 能 够焊 在 一 起，每道 次 的 压下 量 不得 低 于 5 0 。在 假 设 无横 向展 宽 的平 面 应 变 的 条 件 下，采 用 5 0 道 次 压 下量，经 n次 轧 焊 后 板材的累积 Mi s e s等效应变可用公式(4)计算

22、4 。一 z o-s o 累 积 轧 焊 法 是 由 日本 Os a k a大 学 Y S a i t o研 究 小 组 提 出 的，目前 采用该 工艺 已制得超 细 晶铝合 金及 I F钢 等的板 材。AR B工艺 易于 在 传统 轧 机上 实现，制 备 的板 材具 有 层 压复 合钢 板 的特 性。然 而，ARB加工 过 程 中需 要强 烈 的 剪应 力 条件，不能 使 用润 滑剂，这 对 轧辊 的服 役 寿命 是 不利 的 4 。1 6冷拔(c D)冷拔工艺(Co l d Dr a wi n g：CD)的原理是将事先熔铸好的复 合金属锭进行多次道次的拉拔，使基体 中的复合相粒子变形成 沿

23、 拉拔 方 向平 行分 布 的细 丝或 层 片状结 构。一 般 细丝或 层 片状 结 构 的直 径 或成 片间距 小于 1 0 0 n m。CD工 艺 的 累积 真 应 变量 可 由式(5)计 算，式 中 A。和 At 分 别 为 冷拔 前 后 试 样 的横 截 面 积。(5)冷 拔 工艺 广 泛 用于 制 备金 属 基原 位 复 合材 料，可 以很 好 地 将 复合 相沿 拉拔 方 向排 布并 细 化成 纳 米相 9。D Ma t t i s s e n 等 在 制 备 Cu 一 8 2 wt Ag 一 4 wt Nb线材 时 9 ，总 的真 应 变 量 达 到 1 0 5(无中间退火)，合

24、金中 Ag丝的平均直径从 6 7 6 n m(T】一 3 6)细 化 为 2 6 0 n m(=6)，Nb丝 的平均 直 径从 5 2 9 n m(=2 6)细化 为 6 6 n m(T】一9 5)；拔 制后 的合 金线 电导率 虽然 只有 纯 铜 的 4 6 ，但抗拉 强 度却 提高 到 1 8 4 0 MP a。C D工艺 在 制造 高强 度复 合 电缆线 领域 具 有重 要 的应 用价 值。1 7 反 复弯曲平直法(RC S)反 复 弯 曲 平 直 法(Re p e t i t i v e C o r r u g a t i o n a n d S t r a i g h t e n i

25、 n g：R C S)的 原理 是 将低 温试 样 反 复在 模 具 中 压弯、在平 砧 间压 直，每 道次 弯 曲平 直 间试样 转 动 9 0。试 样 的应变 量 可 以用弯 曲 平 直道次 数来计。R C S是 2 0 0 1年 新开发 出来 的 S P D工艺，Hu a n g J Y认 为该 方法 易于在 轧 机上 实现 连续 生产“。1 8 超音喷丸(us s P)和高能喷丸(HE S P)超 音 喷 丸(Ul t r a s o n i c S h o t P e e n i n g：US S P)的 原 理 是 将 退 火试样 放 在试 样夹 持器 上，然 后 用直 径 为 2

26、 mm 的 不锈 钢弹 丸 以 超 音速 撞 击 试样 表 面，试 样表 面 层 会 因 瞬 间强 烈 塑性 变 形而 细 化，喷 丸处 理后 试样 表 面会 形成 几 十微 米厚 的纳 米 晶粒 层。一 般 试样 表面 的 变形 量 以喷 丸时 间计 算 口 。1 9 9 4年 吕坚等提 出了该工 艺，此后的研究表 明经过 1 8 0 0 s 处理的试样，表面层为 1 0 n m 的等轴 晶粒，无织构，纳米层厚度 约 为 l O m 。高 能 喷 丸(H i g h e n e r g y S h o t P e e n i n g：HE S P)的 工 艺 原 理 与 US S P是 一致

27、 的，区别 仅 在 于 弹 丸 的直 径 增 大 到 9 mm，表 面 纳 米 层厚 度可 以达 到 2 0 m。US S P与 HE S P都 是 表 面 处 理 工 艺，但 是 材 料 表 面 纳 米 化 可 能 大大 地 提 高块 体 工 程 材 料 的综 合 力 学性 能及 环 境 服 役 行 为，因此该工 艺 具有 重要 的应 用 价值 4 。2 材料在 S P D加工过程中的组织转变特点 在 S P D 加 工 过 程 中，变 形 体 中 的 晶 粒 和 晶 界 都 会 参 与 变 形。由于 低温 条件 下 晶粒 内部 较 晶界更 易变形，最 初 的形 变 主要 发 生在 晶 粒

28、内部。随 着变 形 的增加，晶界 也会 发 生转 动或 滑 动。块 体 材料 在 S P D 加工 过 程 中晶 粒的 细 化机 制 及模 拟、非平 衡 态 晶 界 的形 成、变 形 织 构 的 空 间 分 布 及 再 结 晶遗 传 行 为 是 目前 S P D技 术 的研 究重 点。这 些 研究 不仅 可 以揭 示 S P D材 料 的组织 与性 能的 关 系，而 且 可 以 加 深对 S P D 变 形 机 制 的认 识，进 而 指 导 S P D工 艺 的改 进 与提 高。2 1晶粒的细化 目前 已开 发的 S P D工 艺 中有 3 种 晶粒 细化 机制：形 变诱 导 晶粒 细化、热机

29、 械 变 形 细 化 晶粒 和 形变 组 织 再结 晶导 致 晶粒 细 化。在 HP T、E C AP、R C S及 US S P工 艺 过程 中，形 变 诱导 晶粒 细化 是 主要 的晶 粒细 化机 制。一 般认 为，随 着变 形 的增 加晶 粒 中 的位 错密 度增 加，逐 渐 相互 纠缠 形 成胞状 组织(具有 几 何晶 界)，变 形 量继 续增 加 就 会 促使 胞 状 组织 转 变 成亚 晶粒(具 有 独 立 的 滑 移系)，进 一步 增 加变 形量 亚 晶会转 变成 具 有 小角度 晶界 或 大 角 度 晶界 的新 晶粒 L 1。在 HP T 加工过 程 中，这种 晶 粒细 化过

30、程 可 以持 续进 行，直 至形 变 晶体转 变 成非 晶体 1 。在 MF工 艺过 程 中，热 机 械变 形 细 化 晶 粒是 主 要 的细 化 机 制。尽 管 MF工 艺 的变 形温 度 低于 0 5 Tm，但 由于 累 计 的塑 性 变 形 很 大，导致 动 态再结 晶 温度 下 降，实际 MF加工 是 在动 态再 结 晶区 间 内进 行 的，热 机械 变形 是其 晶粒 细 化的 主要 原 因。在 MS C R工 艺过 程 中，淬 火细 化 的马 氏体 经 冷 轧后，在 低 温再 结 晶退 火过 程 中分 解 为 纳 米铁 素 体 和纳 米 碳 化物，此 时形 变组 织 静态再 结 晶

31、和 固态分解 是 主要 的 晶粒 细化 机制。2 2 大 角晶界 在 研 究 S P D工 艺 时，一 般 认 为 相 邻 晶粒 的取 向差 大 于 1 5。的晶 界是 大 角 晶界口 。许多 研 究表 明，S P D材 料 在塑 性变 形 过 程 中其 晶粒 不 断地 侧倾 和转 动，逐 渐形 成 大 角晶界 口 3 8 。Ry b i n 4 9 认 为 经 过 大 塑性 变 形 后，形 变 诱 导 晶界 的 最 大 晶 界 取 向差 可 以 由公 式(6)计算 一 口(一 o)(6)式 中：a和 o 是实验测得的常数，e为材料经历的塑性变形量。o 可 以视 为 由于塑 性变 形 导致亚

32、晶界 的基 本应 变量。公式(6)表 明 形 变 量越 大，形 变 诱 导 晶 界 的取 向差 越 大，纳米 晶块 体 S P D材 料 中的 大角 晶界 正是 强 烈塑 性变 形 的结 果。在 变 形 晶界 处 存 在 晶格 畸 变 和大 量 的缺 陷，比如塞 积 位 错 和空位等，会在 晶界处产生残余应力。在随后的低温再结晶退火 过 程 中，晶 格 畸 变 和 缺 陷 得到 恢 复，晶界 在 迁 移过 程 中吸 收 位 错，会促 使 S P D材 料 中的 晶界 角度 进 一步 加大。所 以，低 温再 结 晶退 火 可 以 增 大 纳 米 超 细 晶块 体 S P D 材 料 中 大 角

33、晶 界 的 比 例。2 5 变 形 织 构 在 S P D 加工 过程 中，多晶 体 的晶 粒会 逐 渐转 动 到一 个较 一 致 的晶粒 取 向，形 成变 形织 构。织 构 的类 型及 强度 与具 体 的加工 工艺 有 直接 的关 系。比如，HP T 材 料具 有丝 织 构 2 ，E C AP材 料 具 有 复 合 织 构 2，而 ARB 和 MS C R 材 料 具 有 强 烈 的 板 织 构 4 。变 形 织构 一般 会在 随 后 的再 结 晶退 火过 程 中遗传 给 新 晶粒，形成 再结 晶织 构。维普资讯 http:/ 8 材 料 导 报 2 0 0 3年 1 2月 第 1 7卷 第

34、 1 2期 块 体 纳 米 超 细 晶 S P D材 料 中 通 常 具 有 较 锋 锐 的 变 形 织 构，会 强 烈 地 影 响 材 料 的 组 织 与 性 能。采 用 MS C R 工 艺 加工 Cr Mo V钢板，变形 量 超 过 7 5 时，钢 带 中 的板 条 马 氏体 组织 会 呈 定 向平 行 排列，形 成(1 0 0)织 构 取 向 带嵌 于(1 1 1)基体 中的 一 种片层状结构。片层结构中马氏体板条间距约为 9 0 n m。这种组 织在 未退 火时 已具 有超 高 强 韧 性，并 且 对 裂纹 和 应 力 腐蚀 都 不 敏 感，也没 有 一般 超高 强 度钢 的低 温脆

35、 断 问题 5 o j。目前，对 S P D 材料 的变形 织 构 的 研 究还 比较 少，有必 要进 一步 加 强这 方 面 的 工 作 2 5 l。S 结束语 经过近 年 的快 速 发展，人们 对 采 用 S P D 技术 制 备 的块 体 纳 米 超 细 晶材 料 已经有 了 一 定的认 识。其 中 HP T工 艺制 备 的材 料 晶 粒最 细，但块 体 较 小，适合 用 于科 学 研 究工 作。采 用 E CAP 制 备 的材 料 晶粒 很难 细 化 到 2 0 0 n m 以下，尽 管如 此 该方 法 在钢 铁材 料领 域 的研 究仍 然方 兴 未艾。MS CR法是 以板 条 马 氏

36、体或 下贝氏体等非平衡组织为原始坯料组织，材料变形抗力大，工艺 变形 量 小，晶粒 细 化 效 率 高，具 有工 业 化 连 续 生 产 的潜 力。C D 工 艺的 历史 较长，易于 实现 大变 形 量，在制 备 金属 基原 位微 复合 材 料方 面具 有 优 势。综 上所 述，S P D 技 术将 在 未 来 的发 展 中 对 块 体金 属材 料，尤 其是 块 体 钢 铁材 料 的性 能提 升 起 到深 远 的 影 响。参考文献 1 Va l i e v R Z，M u k h e r j e e A K S c r M a t e r，2 0 0 1，4 4：1 7 4 7 2 Va l

37、i e v R Z，Ko r z n i k o v A V，M u l y u k o v R R M a t e r S c i En g A，19 93，1 68：1 41 3 S h i n D H，Ki m I，Ki m J，e t a 1 Ac t a M a t e r，2 0 03，5 1：9 8 3 4 S a l i s h c h e v G A，Va l i a kh me t o v O R，Ga l e y e v R M J Ma t e r Sc i，1 993，28：2898 5 B e l y a ko v A，S a k a i T，M J u r a H

38、 M a t e r Tr a n s J I M，2 0 0 0，4 1：476 6 B e l y a k o v A，S a k a i T，e t a 1 Ac t a M a t e r，2 0 0 2，5 0：1 5 4 7 7 荆天辅，等 中国专利，0 0 1 0 1 4 9 3 5 2 0 0 0 8 Hu a n g X，Ts u j i N，Ha n s e n N，e t a 1 M a t e r S c i En g A，2 0 0 3，3 40：265 9 M a t t i ss en D，Ra ab e D，et a1 Ac t a M a t e r，19 9

39、9，47：1 627 1 0 Zh u Y J，J i a n g H，Hu a n g J Y，e t a 1 M e t a l l M a t e r Tr a n s。2001，323：155 9 1 1 Hu a n g J Y，Z h u Y T，e t a 1 Ac t a M a t e r，2 0 0 1，4 9：1 4 9 7 1 2 冯淦，石 连捷，吕坚，等 金属 学报，2 0 0 0，3 6：3 0 0 1 3 Zh e r n a k o v V S，La t y s h V V，St o l y a r o v V V，e t a 1 S c r M a t e r

40、，2 001，44：17 71 1 4 J i ng Ti a n f u，Z h a n g J i n g wu，Fu W a n t a n g，e t a 1 J Ma t e r S c i Le t t，1 997，16：485 1 5 Ue j i R，Ts u j i N，e t a 1 Ac t a Ma t e r，2 0 0 2，5 O：4 1 7 7 1 6 Ts u j i N，Ue j i R，e t a 1 Se t Ma t e r，2 0 0 2，4 6：3 0 5 (上 接 第 4页)3 7 W o l f e n s t i n e J，Go n z a

41、l e z Do n c e l G，Hi g a s h i K S u p e r p l a s t i c M g-Li M i n e r a l s，M e t a l s M a t e r i a l s S o c i e t y La s Ve g a s，Ne v a d a，U S A：AI M E 1 9 9 5 7 5 3 8 Ni n o mi y a R，M i y a k e K A s t u d y o n s u p e r l i g ht a n d s u p e r p l a s t i c Mg Li b a s e d a l l o y

42、s J J p n I n s t Li g h t M e t a l s，2 0 0 1，5 1 (1 0)：5 0 9 3 9 Yos hi da Y，Yama da H，Ka m da o S，et a 1 Te nsi l e pr ope r t i e s a n d o c c u r r e n c e o f l o w t e mp e r a t u r e s u p e r p l a s t i c i t y o f ECAE p r o c e s s e d M g-Li Zn a l l o y s J J p n I n s t Li g h t Me

43、t a l s，2 0 0 1，5 1(1 O)：5 5 1 1 7 Va l i a h m e t o v O R，Ga l e y e v R M，S a l i s h c h e v G A Fi z M e t a l l M e t a l l o v e d，1 9 9 0，(1 O)：2 0 4 1 8 Ga l e e v R M，Va l i a h me t o v O R，S a l i s h c h e v G A Ru s s i a n M e t a l l y，1 9 9 0，(4)：9 7 1 9 I ma y e v R M，I ma y e v V

44、M，S a l i s h c h e v G A J M a t e r S c i，19 92，27：4465 2 0 La n g u i l l a u me J，Ch me l i k F，Ka p e l s k i G，e t a 1 Ac t a M e t a l l M at e r，199 3，41：295 3 2 1 I s l a m g a l i e v R K，Ku z e l R，Ob r a z t s o v a E D e t a 1 M a t e r S c i En g A，1 9 9 8，2 4 9：1 5 2 2 2 I s l a m g a

45、 l i e v R K，Ku z e l R，M i k o v S N，e t a 1 M a t e r S c i En g A，199 9，26 6：2 05 2 3 S o n g J S，Ho n g S I，e t a 1 J M a t e r Pr o c Te c h，2 0 0 1，1 1 3：6 1 0 2 4 1 wa h a s h i Y，W a n g J，e t a 1 S c r Ma t e r，1 9 9 6，3 5：1 4 3 2 5 Va l l ey R Z，I s l a m g al i e v R K。Al e xa dr ov I V P

46、t o gr M a t e r Sc i，2 000，45：1 O3 2 6 李 伟，郑 子樵，李世 晨 材料 导报，2 0 0 1，1 5(1 O)：2 5 2 7 Fu k u d a y Y，Oh i s h i K，e t a 1 Ac t a M a t e r，2 0 0 2，5 O：1 3 5 9 2 8 Bo we n J R，Pr a n g n e l l P B，Hu mp h r e y s F J M a t e r S c i Te c h，2 000，1 6：1 246 2 9 S a i t o N，M a b u c h i M，Na k a ni s h

47、i M，e t a 1 J Ma t e r S c i Le t t，20 00，19：2 091 3 0 Pa r k K T，Ki m Y S，Le e J G，e t a 1 Ma t e r S c i En g A，2 0 0 0，29 3：16 5 3 1 Se mi a t i n S L，De Lo D P，e t a 1 Act a M at e r，200 0，48：1841 3 2 Sh i n D H，Ki m Y S，e t a 1 Ac t a M a t e r，2 0 0 1，4 9：2 3 8 7 3 3 Pa r k K T，Ki m Y S，Sh i n

48、 D H M e t a l 1 M a t e r Tr a n s A，20 01，3 2：237 3 3 4 S a i t o N，Ma b u c h i M，e t a 1 J M a t e r S c i，2 0 0 1，3 6：3 2 2 9 3 5 Ao ki K，Ki m u r a Y，Az u s h i ma A I n：Ta k a ki S，M a k i T，e d s Uhr a f i n e g r a i n e d s t e e l s To k y o(J a p a n)：Th e I r o n a n d S t e e l I n s t

49、 i t ut e o f J a p a n。2 0 01 2 6 6 3 6 Shi n D H，K i m B C，e t a1 Act a M at e r，200 0，48：22 47 3 7 Va l l e y R Z，I v a n i s e n ko Y V，Ra u c h E F，e t a 1 Ac t a M a t e r，1997，4 4：470 5 3 8 Be l y a k o v A，Ga o W，M i u r a H，e t a 1 J M e t a l l M a t e r Tr a n s A，1 99 8，29 A：2957 3 9 Be

50、l y a k o v A，S a k a i T，e t a 1 Ph i l M a g A，2 0 0 1，8 1：2 6 2 9 4 0 Be l y a k o v A，S a k a i T，e t a 1 Ac t a M a t e r，2 0 0 2，5 O：1 5 4 7 41 Sai t o Y，U t s unom i ya H，et a 1 Ac t a M a t e r，19 99，47：57 9 4 2 S a i t o Y，Ts u j i N，e t a 1 S c r M a t e r，1 9 9 8，3 9：1 2 2 1 4 3 Ts u i i