1.一种具有梯度结构单元的高强韧金属材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)控制球磨:将一定质量的金属材料粉末和研磨球放入球磨罐中,并加入适量的球磨助剂;根据选用的金属材料的类型初步确定控制球磨的能量条件范围,进行多组不同能量条件下的平行球磨实验;
(2)组织分析:对平行球磨实验得到的金属材料粉末进行组织分析,判定其梯度结构特征,确定优化的控制球磨工艺参数,并得到相应梯度结构特征的粉末颗粒前驱体;
(3)烧结成型:以步骤(2)制备的粉末颗粒前驱体为结构单元进行烧结成型,得到具有梯度结构单元的高强韧金属材料;
(4)热处理:对步骤(3)制备的具有梯度结构单元的高强韧金属材料进行后续热处理,以进一步调控其组织结构。
2.根据权利要求1所述的具有梯度结构单元的高强韧金属材料的制备方法,其特征在于,所述金属材料的类型包括但不限于铁、钛、铝、镁、铜及合金粉末的一种。
3.根据权利要求1所述的具有梯度结构单元的高强韧金属材料的制备方法,其特征在于,所述平行球磨实验方式主要包括但不限于行星式球磨、振动式球磨和搅拌式球磨。
4.根据权利要求1所述的具有梯度结构单元的高强韧金属材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述控制球磨的能量条件主要包括球磨转速、球料比、球磨时间,具体参数由具体的梯度结构特征和金属材料的类型决定。
5.根据权利要求1所述的具有梯度结构单元的高强韧金属材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述组织分析包括晶粒尺度分析、第二相分析,所述梯度结构特征包括晶粒尺度梯度、第二相梯度。
6.根据权利要求1所述的具有梯度结构单元的高强韧金属材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述烧结成型包括普通热压烧结、热等静压烧结和高压烧结,具体的烧结温度、压力和时间参数由金属材料的类型和致密度要求决定。
7.根据权利要求5所述的具有梯度结构单元的高强韧金属材料的制备方法,其特征在于,当梯度结构特征是晶粒尺度梯度时,烧结方法优选地采用高压烧结,有利于保持球磨制备的粉末颗粒前驱体中的梯度晶粒尺度结构;当梯度结构特征是第二相梯度时,烧结方法采用普通热压烧结或热等静压烧结,控制球磨使粉末颗粒由表及里的固溶状态不同,表层合金化程度最大,烧结成型时结构单元中原位析出的第二相状态呈现梯度连续变化。
8.根据权利要求1所述的具有梯度结构单元的高强韧金属材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述后续热处理具体的温度、时间参数由金属材料的类型和热处理技术目标决定。
9.一种具有梯度结构单元的高强韧金属材料,其特征在于,采用如权利要求1-8任意权利要求所述的制备方法制备而成。