[发明专利]一种超高强纳米晶Al-Mg铝合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种超高强纳米晶Al-Mg铝合金材料，其特征在于：所述Al-Mg铝合金材料的成份按照重量百分比计算为：6.0-10.0%Mg，其余为Al和杂质元素，所述杂质元素为：Si<0.06%，Fe<0.08%，Ti<0.05%；所制备的Al-Mg铝合金材料抗拉强度σ_b为800~855MPa，屈服强度σ_0.2为795~845MPa；平均晶粒尺寸为50～80nm。

2.如权利要求1所述的一种超高强纳米晶Al-Mg铝合金材料，特征在于：所述Al-Mg铝合金材料的平均晶粒尺寸是57～68nm。

3.如权利要求1所述的一种超高强纳米晶Al-Mg铝合金材料的制备方法，其特征在于：通过适当的成分设计和高压扭转相结合，使Al-Mg铝合金的晶粒细化到小于100nm纳米尺度，并在合金中获得高密度位错和高密度纳米尺度的层错，利用很强的细晶强化、位错强化和纳米尺度层错强化强化机制使合金的强度大幅度提高。

4.如权利要求3所述的一种超高强纳米晶Al-Mg铝合金材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

第一步：制备铸态坯料和高压扭转圆盘

按Al-Mg铝合金成分配方添加合金各组分，加热至720～750°C熔炼，除杂除气后静置10～20分钟，浇注成圆形铸态坯料，得到Al-Mg铝合金铸态坯料，将铸态坯料车削成高压扭转用圆盘；

第二步：均匀化处理

将上述高压扭转圆盘进行均匀化处理，均匀化处理工艺为：以10～30°C/分钟的升温速度加热到420～460°C，保温1～6小时后，以300°C/h的冷却速度冷却到室温，得到均匀化处理后的圆盘；

第三步：高压扭转

将上述均匀化处理后的圆盘进行高压扭转大塑性变形，高压扭转的工艺参数为：在室温、压力6GPa和转速1r/min工艺条件下扭转1~10圈，高压扭转的工艺过程为：盘状试样置于上下压头之间的模具中，上压头固定不动，下压头扭转的同时对试样施加高达6GPa的压力，试样表面与压头之间的摩擦力使试样产生极高的剪切应变，从而实现对试样的扭转剪切变形。

5.如权利要求4所述的一种超高强纳米晶Al-Mg铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述浇注圆形铸态坯料是将合金熔体采用直接水冷半连续铸造工艺成型。

6.如权利要求4所述的一种超高强纳米晶Al-Mg铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述经高压扭转1~10圈，相应的试样边缘等效应变可高达60～600。

7.如权利要求4所述的一种超高强纳米晶Al-Mg铝合金材料的制备方法，其特征在于：均匀化处理技术方案为：450～460°C×1～2h；高压扭转的技术方案为：扭转5~10圈。