[发明专利]块体电沉积纳米晶镍铁合金冷轧织构的控制技术

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种块体电沉积纳米晶体材料冷轧织构的控制技术，具体涉及纳米晶镍铁合金冷轧织构的控制技术，属金属材料轧制技术领域。

背景技术

纳米晶体材料由晶体组元和界面组元组成。晶体组元由晶粒中的原子组成，这些原子严格位于晶格位置上，这与传统粗晶材料的晶体结构基本一致。界面组元在纳米晶体材料中的体积分数极高，其结构也极为复杂，与材料的制备方法、键合类型、成分、以及包含的杂质等因素密切相关。经过大量的实验测试、计算模拟及理论分析，发现当金属材料的晶粒尺寸降至纳米量级时，其表现出一系列与普通多晶材料不同的独特力学性能、独特的结构-性能关系(如反Hall-Petch关系)。

多晶材料在外力作用下发生塑性变形时，晶体内的位错不断滑移，同时晶体取向也随之作相应的转动，多晶体材料晶粒转动的结果往往使得晶体取向聚集到某一或某些取向附近，从而形成变形织构。纳米晶体材料的塑性变形机制与传统粗晶材料有所不同，其纳米晶粒内部很难容纳位错并形成位错塞积，晶界滑移/晶粒转动机制参与了其塑性变形过程，因而纳米晶体材料在塑性变形过程中的晶体取向转动路径以及织构演变可能会出现一些新特征。

多晶材料的织构与性能各向异性密切相关，其对材料的力学、加工、耐蚀等性能有着重要影响。通过控制材料的织构，可以根据需要来控制材料的各向异性，以达到消除不良影响、发挥性能潜力、提高材料性能的目的。由于纳米晶体材料具有与传统多晶材料不同的结构-性能关系，因而通过对纳米材料的织构控制，可为其性能优化提供更多的方法和途径，进一步开发其性能潜力。

发明内容

本发明的目的是，为了有效地调控块体电沉积纳米晶镍铁合金的冷轧织构，并使其工艺简单、成本低廉，本发明公开一种块体电沉积纳米晶镍铁合金冷轧织构的控制技术。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明块体电沉积纳米晶镍铁合金冷轧织构的控制技术包括以下步骤：

（1）从块体电沉积纳米晶镍铁合金上切取拟轧制面与电沉积面成设定角度的板材。

（2）在液氮温度或室温进行同步或异步轧制。

轧制是在同步或异步轧机上进行，板材按同一方向分道次进行轧制；

液氮温度轧制是指在轧制前先将材料在液氮中(温度为77 K)浸泡3分钟以上再进行轧制，且每经过一个道次的轧制后，立即将材料浸入液氮中浸泡3分钟后，再进行下一道次的轧制；

室温轧制即通常所谓的冷轧，是在室温下直接进行轧制。

本发明的镍铁合金的成分是：铁的质量百分含量为10～64%，镍为余量。

本发明的有益效果是，（1）通过从原始纳米材料上切取拟轧制面与电沉积面成不同角度的板材，将电沉积纳米材料的特殊微观组织与轧制应力状态有效地耦合起来，从而获得不同的冷轧织构，达到织构控制和优化的目的；（2）液氮温度下进行的轧制变形，可以极大地抑制材料在轧制过程中的动态回复，获得与室温轧制不同的冷轧织构，有利于冷轧织构的控制和优化；（3）本发明对纳米金属材料的冷轧织构具有很强的调控能力，采用本发明技术可获得织构类型多样、强弱可控的冷轧织构。

本发明适用于对纳米金属材料的冷轧织构的控制和优化。

附图说明

图1是取材方式示意图；图中示例为拟轧制面与电沉积面成0°和90°板材的取材方式；其中：1是电沉积方向；2是与电沉积面成0°夹角的拟轧制面；3是与电沉积面成90°夹角的拟轧制面；4是电沉积面；RD是轧向、TD是横向、ND是法向；

图2是轧制面与电沉积面夹角为0°时，板材室温轧制前后的φ₂=0o、45o和65o ODF截面图；

图3是轧制面与电沉积面夹角为90°时，板材室温轧制前后的φ₂=0o、45o和65o ODF截面图；

图4是轧制面与电沉积面夹角为0°时，板材在液氮温度轧制前后的φ₂=0o、45o和65o ODF截面图；

图5是轧制面与电沉积面夹角为90°时，板材在液氮温度轧制前后的φ₂=0o、45o和65o ODF截面图。

具体实施方式

实施例1

将块体电沉积纳米晶镍铁合金（按质量百分比计，Ni占82%，Fe 占18%）的电沉积面作为拟轧制面(即拟轧制面与电沉积面所成角度为0°)，从原始纳米材料上切取板材，在室温下进行轧制，冷轧压下量分别为板材厚度的15%、20%和30%。