高强度铝合金对于实现轻量化的机动车辆十分重要,现已广泛应用于飞机并逐步用于汽车。高强度铝合金的制造需要一系列高温“烘烤”(120-200 ℃)处理,从而通过固体析出的过程形成高数量密度的纳米颗粒。澳大利亚莫纳什大学Christopher Hutchinson等人发现,合理调控室温循环变形能在材料内部持续注入空位,调节细小(1-2 nm)分布的溶质团簇的动力学析出过程。虽然这种处理方法的时间很短,但所得材料具有相对于传统热处理材料更好的强度以及拉伸性能。同时,相比传统热处理而言,这种处理方式所形成的微观结构明显更均匀,不存在无析出带。因此,所得合金抗损性更好。
图1. 传统析出强化与循环强化(CS)的比较
图2. 传统热处理以及CS方法所得合金的力学响应
图3. 传统热处理以及CS方法所得合金的微结构
图4. CS强化前后,AA2024中的溶质团簇
Sun W, Zhu Y, Marceau R, et al. Precipitation strengthening of aluminum alloys by room-temperature cyclic plasticity. Science, 2019.
DOI: 10.1126/science.aav7086
http://science.sciencemag.org/content/363/6430/972