3  组织观察与分析 13

4  力学性能测试及结果分析 16

4。1  显微硬度分析 16

4。2  拉伸力学性能分析 17

5  退火实验结果与分析 19

5。1  退火后组织形貌分析 19

5。2  退火后力学性能分析 23

5。3  退火后拉伸力学性能分析 23

结  论 25

致  谢 26

参 考 文 献 27

1  绪论

1。1  研究背景

近几十年来随着航空航天和汽车等行业的发展，制造业对材料自身性能的要求逐渐提高，因此人们对层状金属复合材料的关注日益密切。

复合材料，是由两种或多种不同性质的材料，通过物理抑或是化学的方法，在宏观或微观上组成拥有新性能的材料，由于组成复合材料的各材料间界面仍然能分辨，因此能产生协同效应，在性能上取长补短，使得复合材料的性能往往优于各原材料。由异种金属组织得到的多层金属材料结合了不同金属的独特优势，使复合材料比个别金属具有更好的性能[1]除此之外，当层厚度达到纳米量级时，多层金属材料能获得独特的力、电和磁性能[2]。目前通过多种方法，比如气相沉积和外延生长等，都能够获得层状金属复合材料（Laminated metal composites，LMCs），该材料的界面状态对其物理和力学性能有重要影响[3—9]。采用剧烈塑性变形的方法也能得到该种材料，剧烈塑性变形方法主要通过在变形中引入大的应变量从而细化金属的方式获得高强度材料，众所周知，通过细化晶粒的方法可以增加材料的强度，大量实验表明当晶粒的直径细化到小于1微米时，在常温下它会表现出杰出的强度性能[10]。相较于气相沉积等方法，它具有成本低、可获得完整大尺寸试样等优点。From+优`尔^文W网wWw.YouErw.com 加QQ75201^8766

本课题以金属纯铝作为研究对象，主要有以下考量：首先，铝及铝合金是一种广泛应用于一般日常生活的材料，从窗框到汽车零件等都有铝的身影，在工业生产中也占据着重要的地位。因此对铝性能的改善，对提升人民生活质量有一定意义；再者，铝作为一种轻金属，在对重量有严格要求的航空航天和海事方面也发挥着重要的作用，提升铝的性能有益于国家宇航和国防事业。

1。2  剧烈塑性变形

剧烈塑性变形（Severe Plastic Deformation,SPD）是一个表述一系列包含巨大应变的金属加工工艺的通用术语，典型的包括复杂应力状态和高剪切力，能生产高缺陷密度材料、晶粒尺寸小于500纳米的等轴超细晶和尺寸小于100纳米的纳米晶材料。现介绍如下常见的SPD方法。

1。2。1  累积叠轧（Aaccumulative roll bonding,ARB）

这种一种最早由Saito等人提出的制备高强度层状金属复合材料的SPD方法[11]。它主要通过反复轧制的方法细化材料晶粒尺寸，从而提高材料的强度性能。使用该种方法可以获得同种或复合高强度性能材料。

如图1所示，准备两块需要复合的板状材料并将它们均匀叠放，为了提高两块材料表面间摩擦力防止材料滑动，应事先对两接触面进行表面处理。使两块板料同时进入轧辊间隙进行轧制。轧制结束后将板料一分为二，对得到的板料同样进行表面处理，叠放整齐后再次进行轧制[9]。