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梯度结构材料因为有望同时获得高强度和高韧性而备受关注,本文采用旋转加速喷丸技术(Rotation Accelerated Shot Peening,RASP)在5052铝镁合金中获得了梯度结构。首先借助TEM表征方法分析了 RASP处理后沿厚度层的微观结构演变;进而对RASP参数,包括RASP时间、RASP速度、RASP温度、板材厚度对5052铝镁合金力学行为的影响进行逐项分析讨论,并与其它变形方式进行对比;最后进行共轧制(Co-rolling)处理,并研究了轧制对5052铝镁合金力学行为的影响。主要结论如下:(1)RASP处理在5052铝镁合金板材表层形成了纳米晶、等轴亚晶和伸长亚晶,位错组态主要有位错缠结、位错墙、位错胞,并且在距离表面的不同位置,位错胞大小不同。(2)RASP时间增加使得5052铝镁合金屈服强度提高,同时韧性下降,屈服强度在50 m/s-10 min处理条件下达到最高值180 MPa,提高了 156%。RASP速度在40 m/s以下时,时间的增加会使得显微硬度曲线整体上升;RASP速度在40m/s及以上时,不同时间处理条件下显微硬度值会在靠近表面的厚度区域内交织在一起,但在靠近心部的深度区域内随着时间的增加而增加。随着RASP速度的增加,屈服强度基本呈线性增加,均匀延伸率也基本呈线性下降。速度的改变使获得的梯度层厚度发生改变。(3)与室温RASP相比,液氮带来的低温在RASP处理过程中起了抑制位错运动的作用,使得同等RASP参数下,获得的变形量较小,具体表现为显微硬度沿厚度层的整体下降;但因为析出强化,获得的屈服强度较高。对不同板材厚度的研究发现,当梯度层体积百分比为0.5左右时,梯度层表现出最佳的变形协同作用,有助于材料同时获得高强度和高韧性。(4)相比于单纯RASP处理,Co-rolling处理后材料的强度得到大幅度提高,但均匀延伸率也急剧下降。保留梯度层的样品获得幅度较小的强度和韧性的同步提高。