本發(fā)明屬于合金材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多尺度結(jié)構(gòu)合金材料、制備方法及其用途。

背景技術(shù)：

隨著國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，制備出更高強(qiáng)韌性的合金材料以滿足更苛刻條件下的應(yīng)用，一直以來都是研究者們追求的目標(biāo)。而合金材料的強(qiáng)韌化途徑經(jīng)過幾十年的沉積與傳承，已逐漸向多樣化的加工處理技術(shù)發(fā)展。按照材料微觀結(jié)構(gòu)決定宏觀性能的經(jīng)典理論，科研工作者的最終目標(biāo)均是通過精確控制合金材料的微觀結(jié)構(gòu)(相組成、晶粒尺度、分布位置及具體形態(tài))，來有效優(yōu)化其綜合性能，尤其是機(jī)械性能，以達(dá)到合金材料強(qiáng)韌化的最終目的。

近年來，超細(xì)(100nm-1m)及納米晶(100nm)材料因其可觀的強(qiáng)化作用，逐漸成為了材料界的研究熱點(diǎn)。納米合金材料是其內(nèi)部形成納米晶的金屬與合金。目前，常見的制備納米結(jié)構(gòu)金屬以及合金的加工工藝主要包括大塑形變形法，通過位錯的積聚以及重排來細(xì)化晶粒。此外，還有電沉積等工藝，通過控制一個促進(jìn)大量形核但抑制晶粒長大的沉積條件，可以制備納米晶。這些均是建立在hall-petch細(xì)晶強(qiáng)化理論之上，人們提出的合金材料的主要強(qiáng)化策略。hall-petch細(xì)晶強(qiáng)化理論指出，隨著晶粒尺度的降低，可以獲得前所未有的高強(qiáng)度。然而，各種研究表明，納米晶合金材料雖然可以得到5～10倍于初始粗晶材料的高強(qiáng)度，但會呈現(xiàn)出較低的塑性，這本質(zhì)上歸因于超細(xì)晶粒內(nèi)有限的位錯儲存和加工硬化能力。相比之下，高塑性的微米晶(1m)結(jié)構(gòu)的合金材料似乎也受人們的青睞。

基于以上的種種矛盾性問題，近年來，科研者已經(jīng)有了一系列設(shè)計策略的突破，這些工藝能夠在合金材料中制得納米晶并獲得高強(qiáng)度，同時亦保留了大部分微米晶結(jié)構(gòu)使材料塑性得到大幅度提升。這正是科研工作者們提出的“雙尺度”、“多尺度”微觀結(jié)構(gòu)制備策略，即制備出納米晶(100nm)、超細(xì)晶(100nm-1m)、微米晶(1-2m)等多種尺度晶粒中任意兩種或多種尺度晶粒共存的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料。這一舉措可將納米或超細(xì)晶材料的強(qiáng)化作用工程應(yīng)用化，同時亦可改進(jìn)傳統(tǒng)鑄態(tài)粗晶材料的綜合機(jī)械性能，使合金材料兼具較高的強(qiáng)度和塑性。

目前，制備雙尺度/多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的主要方法有，塊體合金的塑性變形+熱處理誘發(fā)的再結(jié)晶行為，不同粒徑合金粉末的固態(tài)燒結(jié)法及梯度燒結(jié)法，半固態(tài)加工技術(shù)，基于粉末冶金的半固態(tài)燒結(jié)技術(shù)等，均可制得粗晶相彌散分布于細(xì)晶基體的雙尺度組織。然而，上述這些方法存在后續(xù)處理工序復(fù)雜，原材料粉末制備繁瑣，半固態(tài)漿料制備比較困難，固液相體積分?jǐn)?shù)比例不可控等問題，使這些方法技術(shù)難以在較多合金體系中推廣，更難制備出微觀組織可控的高致密高性能合金材料。因此，開發(fā)一種簡便易操作的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料合成方法以減少環(huán)境污染、節(jié)約人力、時間、能源，同時獲得高質(zhì)量的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料，是本領(lǐng)域亟需實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題提供一種多尺度結(jié)構(gòu)合金材料、制備方法及其用途，開發(fā)一種簡便易操作的材料成形制備方法，將合金材料的制備及后續(xù)處理技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)雙尺度/多尺度納米/超細(xì)晶結(jié)構(gòu)合金材料的一體化成形，通過原位調(diào)控合金內(nèi)部的微觀組織結(jié)構(gòu)形態(tài)、晶粒尺度等，制備出高強(qiáng)韌合金材料。

本發(fā)明提供的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的制備方法，包括以下步驟：

1)粉末致密化燒結(jié)：將合金粉末裝入燒結(jié)模具，經(jīng)預(yù)壓后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)壓力為20～100mpa，燒結(jié)溫度ts滿足：合金粉末相變峰的開始溫度≤ts≤合金粉末相變峰的結(jié)束溫度；

2)加高壓處理：燒結(jié)結(jié)束后，加壓冷卻，冷卻壓力為10～500mpa；

3)卸壓冷卻：待加壓冷卻溫度降至550～600℃，迅速泄壓，冷卻得到合金材料。

基于本發(fā)明的方法，通過合金粉末的相變峰，選取合金粉末的燒結(jié)溫度，把合金粉末進(jìn)行燒結(jié)致密化后再施加高壓進(jìn)行原位破碎、晶粒細(xì)化、再分布處理，最后在低溫區(qū)進(jìn)行卸壓冷卻以實(shí)現(xiàn)再結(jié)晶/去應(yīng)力退火處理的同等效果，得到了包括有納米晶、超細(xì)晶或細(xì)晶中的至少兩種的多尺度結(jié)構(gòu)，制得的合金材料兼具較高強(qiáng)度和高可塑性。

基于本發(fā)明的方法，能夠帶來如下有益效果：

(1)基于本發(fā)明的方法，通過將粉末冶金、塑性變形和再結(jié)晶/去應(yīng)力退火相結(jié)合，對材料的微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，獲得新型多尺度結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)韌的合金，與傳統(tǒng)粉末冶金燒結(jié)合金相比，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和斷裂應(yīng)變分別增加了210±10mpa、240±10mpa和4.3±0.5％。

(2)本發(fā)明中的原位晶粒細(xì)化是通過粉末燒結(jié)模具施加高壓進(jìn)行的，因此，根據(jù)模具形狀、尺寸的設(shè)計，可用于制備較大尺寸、形狀復(fù)雜、適合工程應(yīng)用的合金件，具有較廣的通用性和實(shí)用性。

(3)本發(fā)明中的原位細(xì)化晶粒除了可誘發(fā)結(jié)構(gòu)破碎、晶粒細(xì)化提高材料的強(qiáng)度外，在隨后的卸壓冷卻過程還將使不規(guī)則形狀的晶粒發(fā)生球化、等軸化，提高材料的可塑性。

(4)本發(fā)明中涉及到的原位細(xì)化晶粒，實(shí)質(zhì)上是將致密化燒結(jié)的塊體合金在高溫區(qū)進(jìn)行原位塑性變形，使其微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生破碎、細(xì)化、重排，在低溫區(qū)卸壓進(jìn)行再結(jié)晶/去應(yīng)力退火的過程，該過程除了可調(diào)控合金件內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)、尺度、形態(tài)外，還可消除其內(nèi)部氣孔、熱應(yīng)力等質(zhì)量缺陷，可同時提高合金件的內(nèi)部質(zhì)量和機(jī)械力學(xué)綜合性能。

(5)基于本發(fā)明的方法，與現(xiàn)有技術(shù)中的形變誘發(fā)再結(jié)晶晶粒細(xì)化技術(shù)相比，本發(fā)明所誘發(fā)的超細(xì)、納米晶，只發(fā)生于合金內(nèi)脆性相區(qū)域，而塑性的基體相仍得到了保留，所制得納米晶、超細(xì)晶屬于原位生成，各相之間不存在潤濕性差的問題，所得合金性能更為優(yōu)異；與傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)只能制備出尺度、形態(tài)單一的組織結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明所采用原位細(xì)化晶粒燒結(jié)技術(shù)制備的合金件，其微觀結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)細(xì)晶化、等軸晶化、雙尺度/多尺度化、復(fù)合化、梯度化，因此本發(fā)明原位細(xì)化晶粒燒結(jié)技術(shù)制備的合金材料綜合性能更為優(yōu)異；與傳統(tǒng)塑性變形+熱處理誘發(fā)的再結(jié)晶細(xì)化晶粒技術(shù)相比，本發(fā)明所采用的原位細(xì)化晶粒燒結(jié)制備方法，是將材料制備、塑性變形、后期熱處理合為一體的技術(shù)，其具有簡單易操作，可控性高，干擾小，加工與熱處理一體化等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了加工處理的成本，且傳統(tǒng)的塑性變形+熱處理誘發(fā)的再結(jié)晶晶粒細(xì)化技術(shù)，對原始合金材料的延展性要求較高(變形70％以上)，很難應(yīng)用于硬-脆型合金體系，本發(fā)明的制備技術(shù)可以針對多種合金體系，可以是本身塑性好的合金材料，亦可以是本身塑性略差的合金材料，對納米結(jié)構(gòu)高強(qiáng)韌合金材料的推廣具有重要的工程意義。

在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以進(jìn)行如下改進(jìn)：

進(jìn)一步，所述合金粉末由霧化法、高能球磨法、電解法或氫化脫氫法任意一種方法制備得到。

具體的，本發(fā)明所用合金粉末為本領(lǐng)域金屬制備常規(guī)使用的合金粉末，可以是霧化法、高能球磨法、電解法和氫化脫氫法等各種方法制備的粉末，對顆粒尺寸、粗細(xì)沒有具體的限定，所用原料可以是一種合金粉末或多種合金的混合粉末。

進(jìn)一步，步驟1)中升溫速率為50～200k/min，升溫至ts后，保溫時間為1-10min。

升溫速率越快，保溫時間越短，組織越細(xì)小，后面加大壓力時破碎組織的效果更好，具體的，所述的升溫速率以及所述的保溫時間可根據(jù)實(shí)際調(diào)整。

具體的，所述預(yù)壓壓力根據(jù)實(shí)際調(diào)整，優(yōu)選為5～20mpa。

預(yù)壓的作用是先把松散的粉末壓緊一些，有利于后面燒結(jié)時的進(jìn)一步致密化，顆粒大小不同的粉末，不同成分的粉末，對初始壓力的要求不同。

進(jìn)一步，步驟1)—3)在放電等離子體燒結(jié)系統(tǒng)、熱壓爐設(shè)備、熱等靜壓設(shè)備等具有熱-力耦合場的燒結(jié)設(shè)備中進(jìn)行。

放電等離子燒結(jié)技術(shù)融等離子活化、熱壓、電阻加熱為一體，具有升溫速度快、燒結(jié)時間短、冷卻迅速、外加壓力和燒結(jié)氣氛可控等特點(diǎn)，可充分滿足本發(fā)明的制備需求。

進(jìn)一步，所述燒結(jié)模具為石墨模具時，步驟1)中所述燒結(jié)壓力為20～50mpa,所述冷卻壓力為100～200mpa；所述燒結(jié)模具為碳化鎢模具時，步驟1)中所述燒結(jié)壓力為50～100mpa，所述冷卻壓力為200～500mpa。

根據(jù)所需要制備的合金性質(zhì)選擇相應(yīng)的燒結(jié)模具以及壓力條件，對于軟質(zhì)合金一般采用石墨模具，對于硬質(zhì)合金一般采用碳化鎢模具。

進(jìn)一步，所述相變峰是由合金粉末通過dsc測試或dma測試得到。

通過差示掃描量熱法(differentialscanningcalorimetry,dcs)和動態(tài)力學(xué)分析(dynamicmechanicalanalysis，dma)可得到合金材料的一個或多個相變峰以及每個相變峰的開始溫度和結(jié)束溫度，由此可以得到合金粉末相變峰開始溫度及相變峰結(jié)束溫度。

本發(fā)明還提供了一種多尺度結(jié)構(gòu)合金材料，按照如上述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的制備方法制備得到。

該方法可制備成形出較大尺寸、形狀復(fù)雜、微觀組織為包含納米晶、超細(xì)晶、細(xì)晶的雙尺度/多尺度結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)韌合金材料，克服傳統(tǒng)加工技術(shù)難以獲得高致密、無質(zhì)量缺陷、包含納米晶、超細(xì)晶、細(xì)晶的雙尺度或多尺度結(jié)構(gòu)等問題。

進(jìn)一步，所述合金材料選自fe基、ti基、cu基、ni基、zr基、co基、cr基、mn基、mo基或ta基合金體系中的任意一種。

基于本發(fā)明的制備方法對不同的合金體系具有普遍的適用性，均可得到的高強(qiáng)韌、多尺度結(jié)構(gòu)的合金材料。

進(jìn)一步，所述合金材料的微觀組織結(jié)構(gòu)為包含納米晶、超細(xì)晶或細(xì)晶中至少兩種的多尺度結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供了如上所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的用途，用于制備高速列車、汽車、航空航天、軍工或儀器儀表任意一個領(lǐng)域中的零部件。

本發(fā)明制備得到的高強(qiáng)韌合金材料具有新的微觀結(jié)構(gòu)，其微觀組織結(jié)構(gòu)包含納米晶、超細(xì)晶或細(xì)晶中至少兩種的多尺度結(jié)構(gòu)，因此具有優(yōu)異的綜合性能，可廣泛應(yīng)用于高速列車、汽車、航空航天、軍工和儀器儀表領(lǐng)域的零部件中。

通過熱分析儀測定合金粉末的相變峰，選取合金粉末的燒結(jié)溫度，從而把合金粉末燒結(jié)致密化后再施加高壓進(jìn)行原位破碎、晶粒細(xì)化、再分布處理，最后在低溫區(qū)卸壓冷卻以實(shí)現(xiàn)再結(jié)晶/去應(yīng)力退火處理的同等效果，得到了包括為納米晶、超細(xì)晶、細(xì)晶的雙尺度/多尺度結(jié)構(gòu)，本發(fā)明克服了傳統(tǒng)粉末冶金制備合金內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)單一、尺度范疇較窄等，以及傳統(tǒng)塑性變形+熱處理誘發(fā)的再結(jié)晶晶粒細(xì)化技術(shù)工序復(fù)雜、晶粒尺度不可控等共性基礎(chǔ)問題，調(diào)控了合金件的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，提高了合金件的機(jī)械綜合性能，適合制備較大尺寸、形狀復(fù)雜、適合工程應(yīng)用的高強(qiáng)韌金屬材料及其零件，具有廣泛的通用性和實(shí)用性，在高速列車、航天航空、軍工、儀器儀表等領(lǐng)域的零部件中具有良好的推廣應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)燒結(jié)法制備得到的合金材料的掃描電鏡圖片。

圖2為實(shí)施例1制備得到的合金材料的掃描電鏡圖片。

圖3為2中a處和b處的放大圖。

圖4為實(shí)施例1制備得到的合金材料與對比例1制備得到的合金材料的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，下面描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面結(jié)合圖1-3并參考具體實(shí)施例描述本發(fā)明。

實(shí)施例1：

基于本發(fā)明的合金材料原位細(xì)化晶粒的制備方法，包括如下步驟：

(1)合金粉末的致密化燒結(jié)：將ti-6al-4v霧化合金粉末進(jìn)行稱量20g，并裝入直徑φ20mm，h50mm的石墨模具，以20mpa的壓力進(jìn)行預(yù)壓，后放入放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐腔內(nèi)，燒結(jié)設(shè)備：sps-3.20mk-iv型放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)；通過上下電極板施加30mpa的燒結(jié)壓力并保持，抽真空至10-2pa，然后充入高純氬氣保護(hù)，采用脈沖電流快速燒結(jié)，工藝條件如下：

燒結(jié)方式：脈沖電流；

脈沖電流的占空比：12:2；

燒結(jié)壓力：30mpa；

加熱速率：100k/min；

燒結(jié)溫度ts：1100℃；

其中，合金粉末相變峰的開始溫度1000℃，合金粉末相變峰的結(jié)束溫度1200℃，并保溫5min。

(2)加高壓處理：待5min保溫時間結(jié)束時，粉末燒結(jié)體合金即將進(jìn)入冷卻階段，迅速將壓力加大至70mpa并保持，旨在對合金中形成的ti的α和β相進(jìn)行破碎、細(xì)化、重排。

(3)卸壓冷卻：待爐腔溫度降至600℃左右時，迅速卸壓，旨在進(jìn)行再結(jié)晶/去應(yīng)力退火的同等效果處理，待冷卻至室溫，得到φ20mm，h10mm(如果模具尺寸越大，制備的合金材料尺寸也越大)的高強(qiáng)韌雙尺度結(jié)構(gòu)鈦合金材料。

對比例1：

一種粉末冶金燒結(jié)制備合金材料的方法，包括如下步驟：

(1)合金粉末的致密化燒結(jié)：將ti-6al-4v霧化合金粉末進(jìn)行稱量20g，并裝入直徑φ20mm，h50mm的石墨模具，以20mpa的壓力進(jìn)行預(yù)壓，后放入放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的爐腔內(nèi)，燒結(jié)設(shè)備：sps-3.20mk-iv型放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)；通過上下電極板施加30mpa的燒結(jié)壓力并保持，抽真空至10-2pa，然后充入高純氬氣保護(hù)，采用脈沖電流快速燒結(jié)，工藝條件如下：

燒結(jié)方式：脈沖電流；

脈沖電流的占空比：12:2；

燒結(jié)壓力：30mpa；

加熱速率：100k/min；

燒結(jié)溫度ts：1100℃；

其中，合金粉末相變峰的開始溫度1000℃，合金粉末相變峰的結(jié)束溫度1200℃，并保溫5min。

(2)卸壓冷卻：5min保溫時間結(jié)束后，靜待爐腔溫度降至600℃左右時，迅速卸壓，待冷卻至室溫，得到φ20mm，h10mm(如果模具尺寸越大，制備的合金材料尺寸也越大)的高強(qiáng)韌雙尺度結(jié)構(gòu)鈦合金材料。

對實(shí)施例1和對比例2得到的合金材料進(jìn)行掃描電鏡測試，結(jié)果如圖1-3所示，與傳統(tǒng)粉末冶金燒結(jié)的合金相比，基于本發(fā)明方法制備得到的合金材料，其層片狀微觀結(jié)構(gòu)具有明顯的細(xì)化，破碎，而未發(fā)生明顯破碎的層片結(jié)構(gòu)區(qū)域則呈現(xiàn)出“毛毛蟲”形態(tài)的分節(jié)形貌。如圖3a和3b所示，其微觀結(jié)構(gòu)由短棒狀和顆粒狀的β相，以及層片狀和等軸狀的α相組成，其中β相尺度范圍為：20-300nm，α相尺度范圍為：200-400nm，因此該合金呈現(xiàn)出雙態(tài)(等軸+層片)和雙尺度(納米+超細(xì))結(jié)構(gòu)，雙尺度(納米+超細(xì))結(jié)構(gòu)的合金材料使得材料兼具高強(qiáng)度和良好的可塑性，等軸形態(tài)結(jié)構(gòu)的存在可增強(qiáng)材料的塑性，層片狀結(jié)構(gòu)的存在可增強(qiáng)的材料強(qiáng)度；相對于對比例1以及傳統(tǒng)的制備技術(shù)只能制備出等軸或?qū)悠膯我粦B(tài)，納米或超細(xì)的單一尺度合金材料，基于本發(fā)明實(shí)施例1中的方法，在高溫態(tài)加大壓力破碎原始β相，并在冷卻時影響β轉(zhuǎn)變?yōu)棣恋男螒B(tài)，從而制備得雙態(tài)(等軸+層片)和雙尺度(納米+超細(xì))結(jié)構(gòu)的合金材料，使得材料兼具高強(qiáng)度和高韌性。圖4中的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線表明，基于本發(fā)明的方法制備的雙尺度結(jié)構(gòu)鈦合金的拉伸強(qiáng)度和斷裂應(yīng)變分別為1240mpa，19.05％，與粉末冶金燒結(jié)合金相比，其強(qiáng)度與塑性均實(shí)現(xiàn)了顯著的提升。

盡管上面已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。

技術(shù)特征：

1.一種多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)粉末致密化燒結(jié)：將合金粉末裝入燒結(jié)模具，經(jīng)預(yù)壓后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)壓力為20～100mpa，燒結(jié)溫度ts滿足：合金粉末相變峰的開始溫度≤ts≤合金粉末相變峰的結(jié)束溫度；

2)加高壓處理：燒結(jié)結(jié)束后，加壓冷卻，冷卻壓力為10～500mpa；

3)卸壓冷卻：待加壓冷卻溫度降至550～600℃，迅速泄壓，冷卻得到合金材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的制備方法，其特征在于，所述合金粉末由霧化法、高能球磨法、電解法或氫化脫氫法任意一種方法制備得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金材料其原位細(xì)化晶粒的方法，其特征在于，步驟1)中升溫速率為50～200k/min，升溫至ts后，保溫時間為1-10min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的制備方法，其特征在于，步驟1)—3)在放電等離子體燒結(jié)系統(tǒng)、熱壓爐設(shè)備、熱等靜壓設(shè)備等具有熱-力耦合場的燒結(jié)設(shè)備中進(jìn)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)模具為石墨模具時，步驟1)中所述燒結(jié)壓力為20～50mpa,所述冷卻壓力為100～200mpa；所述燒結(jié)模具為碳化鎢模具時，步驟1)中所述燒結(jié)壓力為50～100mpa，所述冷卻壓力為200～500mpa。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的制備方法，其特征在于，所述相變峰是由合金粉末通過dsc測試或dma測試得到。

7.一種多尺度結(jié)構(gòu)合金材料，其特征在于，按照權(quán)利要求1-6任一項所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的制備方法制備得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料，其特征在于，所述合金材料選自fe基、ti基、cu基、ni基、zr基、co基、cr基、mn基、mo基或ta基合金體系中的任意一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料，其特征在于，所述合金材料的微觀組織結(jié)構(gòu)為包含納米晶、超細(xì)晶或細(xì)晶中至少兩種的多尺度結(jié)構(gòu)。

10.如權(quán)利要求7-9任一項所述的多尺度結(jié)構(gòu)合金材料的用途，其特征在于，用于制備高速列車、汽車、航空航天、軍工或儀器儀表任意一個領(lǐng)域中的零部件。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種多尺度結(jié)構(gòu)合金材料、制備方法及其用途，制備方法包括以下步驟：1)粉末致密化燒結(jié)：將合金粉末裝入燒結(jié)模具，經(jīng)預(yù)壓后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)壓力為20～100MPa，燒結(jié)溫度Ts滿足：合金粉末相變峰的開始溫度≤Ts≤合金粉末相變峰的結(jié)束溫度；2)加高壓處理：燒結(jié)結(jié)束后，加壓冷卻，冷卻壓力為10～500MPa；卸壓冷卻：待加壓冷卻溫度降至550～600℃，迅速泄壓，冷卻得到合金材料。基于本發(fā)明的方法，開發(fā)了一種簡便易操作的材料成形制備方法，將合金材料的制備及后續(xù)處理技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)雙尺度/多尺度納米/超細(xì)晶結(jié)構(gòu)合金材料的一體化成形，通過原位調(diào)控合金內(nèi)部的微觀組織結(jié)構(gòu)形態(tài)、晶粒尺度等，制備出高強(qiáng)韌的合金材料。

技術(shù)研發(fā)人員：康利梅;龐興

受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院(廣州鐵路機(jī)械學(xué)校)

技術(shù)研發(fā)日：2020.03.24

技術(shù)公布日：2020.07.14