一、课题背景
在天文时间的尺度上，一些有序固溶体如L10会以极缓慢的冷速在陨石中形成[1]，然而在常规时间尺度下，由于原子扩散系数很小，制备具有L10结构的FeNi合金需要长达数亿年的退火时间。但实验表明，在中子辐照[2]、电子辐射[3，4]、离子辐照[5]、纳米晶NiFe204[6，7]还原、分子束外延生长[8-10]和马氏体相变因瓦合金退火[11]等特殊情况下，能过人工形成Ll0有序固溶体。
Fe-V相图由高温下的连续固溶体和接近等原子比的sigma;无序相组成。现代铁钒系合金的生产往往采用熔炼的方式，值得注意的是，Fe-V体系没有在600℃以下的实验数据，相图中显示的在该温度以下趋势是基于热力学数据的推论。而本实验旨在通过剧烈塑性形变（SPD）如高压扭转（HPT）在材料内部引入剧烈的应变，产生的高密度晶格缺陷作为原子快速扩散的通道[12]，以固态下纯金属混合的方法制备Fe-V合金，通过金相观察所获得Fe-V合金的合金相，通过XRD、SEM与TEM等技术对固态合金化制备的Fe-V合金进行结构表征，总结剧烈塑性变形对合金化过程的作用和相组织形成的影响。
二、论文选题的意义与目的
1.选题的意义
剧烈塑性变形如等通道角挤压（ECAP）、高压扭转（HPT）、累积滚压焊（ARB）等工艺不仅能细化材料的晶粒组织，显著地提高材料的力学性能，改变其物理化学性能[13]。还能通过引入缺陷的方式形成扩散通道减小传质阻力，即提高原子的扩散速度，在不需要传统熔炼工艺的情况下，制备传统热处理工艺难以制备的合金。
2.选题的目的
在本世纪初,我国近代获得的超细晶粒方法和技术仅停留在等径角挤压一种方式上[14]。当时我国在强塑性变形制备超细晶粒的研究与国外相比存在着一定差距。但是,随着时代的发展，轧制，摩擦搅拌加工（FSP）[15]等方法制备合金的研究也逐渐深入。对于高压扭转法（HPT） 制备金属基复合材料的研究，主要集中在以立方结构金属及其合金为基体，陶瓷(SiC、Al2O3等)为增强颗粒方面，这些基体材料易发生变形，具有良好的加工性能[16]。因此，本实验将通过使用HTP对Fe-V合金的制备，对现代剧烈塑性变形进行新的探索和丰富。
三、国内外关于该课题的研究现状和发展趋势
经HPT处理后，可获得与机械合金化相似的显微组织。然而，HPT与普通机械合金化过程的不同之处在于其更容易合成平衡相。例如，在含有42和77 wt% Ni的均匀Cu-Ni合金[17]和铁素体和渗碳体的Fe-C体系[18]中，高压扭转导致过饱和固溶体的分解。另一方面，NiTi、Nd-Fe-B或Nb-Zr-Y合金的HPT会导致晶态样品的非晶化[19]。据报道，在HPT过程中，动力学和晶格扩散都发生了显著的增强。由于体系中原子扩散明显增强，采用HPT工艺可以在合理的低温时间内形成低温平衡相[20]。早期的文献也表明，HPT处理可以导致Co-Cu体系中低温相的形成[21]。
