[發明專利]一種7050鋁合金表面形成納米晶的檢測方法

有效

• 申請號: 201710455789.3
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107192728B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 曹宇鵬;花國然;陳浩天;王恒;蔣蘇州;張立虎;周銳;戴立新;陳貽平;朱珉睿
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G01N23/20
• 分類號: G01N23/20
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種7050鋁合金表面形成納米晶的檢測方法，包括以下步驟：制備若干塊7050鋁合金樣品并對其進行相同工藝、不同工藝參數下的極端塑性應變；通過X射線衍射，得到X射線衍射圖；繪制同一特定衍射晶面半高寬隨工藝參數變化的曲線圖；找出圖中的增長拐點，通過透射電鏡及電子衍射實驗，驗證增長拐點處所對應的極端塑性應變的工藝參數為7050鋁合金表面形成納米晶的最小工藝參數；繪制同一非特定衍射晶面半高寬隨功率密度變化曲線圖，對比透射電鏡及電子衍射實驗，排除非特定衍射晶面的半高寬數據。本發明采用超過最小工藝參數的工藝參數對7050鋁合金進行極端塑性應變，在7050鋁合金表面形成納米晶，無需破壞材料表面進行檢測，適用于實際生產過程。

技術領域

本發明涉及材料檢測方法，具體涉及一種7050鋁合金表面形成納米晶的檢測方法。

背景技術

多數工程材料的失效行為(例如接觸疲勞失效，摩擦磨損等)多發生在樣品的表面，并且這些失效行為對材料的表面組織和性能有很大的敏感性。因此，優化材料表面的組織和性能能夠有效的提高工程材料總體的服役壽命。納米晶材料是指晶粒尺寸在納米量級的晶體材料。這類固體是由尺寸至少（在一個方向上）為幾納米的結構單元（主要是晶體）所構成的多晶體。由于納米晶粒極細，大量的原子處于晶粒之間的界面上，使界面成為一種不可忽略的結構單元。這種獨特的結構特征使納米晶材料成為有別于多晶體和非晶體的一種新材料，從而使材料在力學、磁性、介電性、超導性、光子等方面具備了許多優異的性能。尤其是當晶粒細化到納米級后，材料的許多力學性能會發生明顯的變化，例如強度和硬度的提高，有些材料還會出現超塑性的現象。因此，納米晶的形成與否成為以7050鋁合金作為重要航空材料的飛行器部件穩定性的關鍵問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種7050鋁合金表面形成納米晶的檢測方法，用以解決現有7050鋁合金表面納米晶檢測技術中檢驗周期長、破壞材料表面、偶然性較大、測量晶粒尺寸誤差較大的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種7050鋁合金表面形成納米晶的檢測方法，其創新點在于，包括以下步驟：

S1、制備若干塊7050鋁合金樣品；

S2、使若干塊7050鋁合金樣品在相同工藝、不同工藝參數下產生極端塑性應變；

S3、利用X射線衍射儀對每一塊極端塑性應變后的7050鋁合金樣品進行X射線衍射，得到一組X射線衍射圖；

S4、對一組X射線衍射圖中同一特定衍射晶面的衍射峰進行分析，計算出每種工藝參數下X射線衍射線的半高寬；

S5、建立工藝參數與半高寬的二維坐標系，繪制同一特定衍射晶面的半高寬隨工藝參數變化的曲線圖；

S6、找出半高寬隨工藝參數變化的曲線圖中的增長拐點，通過透射電鏡及電子衍射實驗，驗證增長拐點處所對應的極端塑性應變的工藝參數為7050鋁合金表面形成納米晶的最小工藝參數；當極端塑性應變對應的工藝參數超過其最小工藝參數時，7050鋁合金表面形成納米晶；

S7、繪制同一非特定衍射晶面半高寬隨功率密度變化曲線圖，對比透射電鏡及電子衍射實驗，排除非特定衍射晶面的半高寬數據。

其中，所述7050鋁合金材料中特定衍射晶面為晶面指數h、k、l之和為偶數的慣習面，所述非特定衍射晶面為晶面指數h、k、l之和為奇數的慣習面。

其中，產生極端塑性應變的工藝為激光沖擊強化工藝、超聲噴丸工藝、表面機械研磨工藝、表面機械碾壓工藝中的一種。

上述的，激光沖擊強化工藝的工藝參數為功率密度。

其中，所述7050鋁合金表面形成納米晶的檢測方法還包括步驟S2與步驟S3之間對極端塑性應變后的7050鋁合金樣品進行表面處理的過程。