约束式冲击制备高强高韧工业纯铜

王海丽 李小刚 胥珊娜 王奇 屈启蒙

（西安石油大学材料科学与工程学院 西安 710065）

铜及铜合金是重要的高导电材料，在一些既需要导电又需要承载的应用场景，如电力开关中，还要求铜及铜合金具有高的强度[1]。高强铜合金的加工常还需铜及铜合金具有良好的塑性。

严重塑性变形[2]是提高金属材料强度的有效途径。通过大塑性变形，在金属中引入大量的位错活动，产生大量的位错亚结构以及晶界，达到提高强度的目的。严重塑性变形制备的金属材料虽可达到很高的强度，但延伸率却较低，难以进一步加工。

研究表明，金属材料中界面的空间特征分布，如小角晶界、大角晶界、孪晶界以及位错胞的数量及占比，是控制金属材料力学性能的关键[3]。尤其当金属材料中具有一定比例的软区和硬区，即形成异质结构时，将在材料中产生额外的背应力加工硬化效应[4]。

要使背应力加工硬化效应产生最佳效果，需要考虑以下因素[5]：

（1）由于背应力是在区域边界由位错的堆积产生的，因而异质结构材料需要高密度的区域边界；

（2）由于背应力是由几何必须位错产生的长程应力，因此区域边界的间距须足够大，使边界两侧的硬区与软区中均发生有效的位错堆积，或至少使软区中发生有效的位错堆积；

（3）在异质区域间最大化应变分配，以增加应变梯度，产生背应力加工硬化效应。这要求区域间大的强度差，同时区域的几何形貌须利于产生大的应变分配。……