1GPa超高强度的纳米结构铝合金

北京航空航天大学以广泛用作时效硬化铝合金的商用2024铝合金为例，对通过结合粉末冶金和高压扭转来提高时效硬化铝合金的强度进行了深入研究，所获得的多层次纳米结构2024铝合金表现出非常高的抗拉强度，接近1 GPa。本项研究先通过高压扭转制备多层次的纳米结构2024铝合金，然后采用预烧结粉末进行自然时效处理。粉末引入的氧化物颗粒不仅在HPT工艺中将Al晶粒细化为115 nm，将亚晶粒细化为36 nm，而且均匀地分布在基体中，并作为二次强化相。随后的自然时效导致纳米晶中出现了6～16 nm长的针状S′/S沉淀物。包括纳米级晶粒/亚晶粒晶界硬化和纳米级氧化物颗粒和S′/S析出物二次相强化在内的多重强化效果，导致了934 MPa的超高屈服强度，抗拉强度达到992 MPa。研究结果表明，极高密度的亚晶界是由粉末冶金和高压扭转结合产生的。