摘要：5052铝板为AL-Mg系合金铝板，是应用最广的一种防锈铝，这种合金具有抗疲劳强度，塑性与耐腐蚀性高，不能热处理强化，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低的特点。有研究表明，通过等通道挤压等方式，可以在5052铝合金中获得平均晶粒尺寸在几百纳米的超细晶结构，能否通过更高变形速率的表面纳米化技术，在5052铝合金表面获得更小晶粒尺寸的组织，值得研究。

本课题通过对5052铝合金进行表面纳米化处理，以期获得梯度纳米结构，观察微观组织结构的变化，从而5052铝合金在表面纳米化过程中的晶粒细化机理，以及宏观力学性能（如硬度、强度、塑性）的影响情况。

关键词 梯度结构 5052铝合金 表面纳米化 力学性能

Title Surface nano-crystallization treatment of 5052 Al alloy and macro-mechanical properties

Abstract：5052 aluminum plate is AL-Mg alloy aluminum plate, which is the most widely used a rust-proof aluminum. This alloy has anti-fatigue strength, plasticity and high corrosion resistance, and can not heat it to strengthen. In the semi-cold hardening test,its plasticity is merely fair, while cold hardening is low. Studies have shown that, by equal channel extrusion and so on ,we can obtain ultrafine-grained microstructure with average grain size of several hundreds nanometer , whether we can via higher deformation rate of surface nano-technology, in 5052 aluminum alloy Surface, to obtain a smaller grain size of the organization, it is worthy of study.

In this study,we treat 5052 aluminum alloy with surface nano-crystallization to obtain gradient nano-structure, and then observe the microstructure changing, the grain refinement mechanism during the treatment, as well as macro-mechanical properties (such as hardness , Strength and plasticity).

Keywords Gradient  Structure  Surface  nano-crystallization  5052  Aluminum  Alloy Mechanical Properties

目 次

1引言（或绪论） 1

2实验材料和方法 8

2.1实验材料 8

2.2梯度结构材料试样的制备 8

2.3实验设备及试样表征方式 9

3结果与讨论 11

3.1光学显微镜结果分析 11

3.2TEM形貌观察 11

3.3硬度测量结果分析 15

3.4拉伸性能测试 17

3.5拉伸断口形貌观察 17

3.6本章小结 18

结论 19

致谢 20

参考文献 21

1 引言（或绪论）

对于金属材料，其高强度和高塑性不仅是科研人员追求的目标，也是工业应用的需要，但是在传统材料中，它们一直是相互制约的关系，强度高则塑性低，反之亦然。纳米结构材料由于具有较小的晶粒尺寸（可达到纳米尺度）和相当大体积分数的界面（高密度缺陷）而呈现出一些包括物理、化学和力学等的独特性能。纳米材料表现出普通多晶和非晶材料无法具有的独特性能，如高强度、高硬度等，但也正因为晶粒尺寸太，其储存位错的能力不高，因此塑性韧性差，几乎不具有加工硬化能力，且结构稳定性变差，这些性能的恶化都不利于纳米结构材料的应用和发展[1]。与之相反的是，粗晶材料具有强度低、塑性好的特点，大量实验及实践告诉我们的是，大部分的失效行为都发生在表面，由此卢柯研究员和吕坚研究员[2]于1999年共同提出来了SNC（Surfacenano-crystallization，表面纳米化）的概念，即通过化学或机械的方法或其它方式实现在材料表面引入纳米结构使其承载强度，而材料内部仍然保持粗晶组织提供塑性。5052铝镁合金是典型的五系铝镁合金，加工方法有冷轧，拉伸，挤压等，从而生产各种板材或管棒线材，是常见的低强度高韧性材料，我们希望在尽量不牺牲其韧性的条件下，通过RASP技术，使其表面纳米化从而引入一定层面的梯度结构大幅度提高其强度，使材料优化更有利于工艺发展。