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非连续增强铝基复合材料(DRA)的难加工性一直是制约其成本并限制其广泛应用的一个关键因素。在热变形加工过程中,由于硬质增强相的加入严重阻碍了基体的塑性流动,而且提高了变形抗力。若加工参数控制不当,很容易引起增强相颗粒在局部区域的分布不均匀,或产生界面脱粘、孔洞、裂纹等损伤。但是DRA结构复杂、微观观察试样制备难的特点限制了其热变形行为研究的深入开展,目前的研究工作对于不同工艺路DRA的热变形机制认识并不十分全面。因此,针对不同工艺制备且组织结构存在差别的DRA在热加工过程中微观结构演化特征进行细致深入的研究非常必要。本文选取搅拌铸造法和粉末冶金法两种典型工艺制备的SiCp/Al复合材料为研究对象,通过热压缩实验较深入、系统地研究了两种工艺制备的SiCp/Al复合材料变形行为。首先发展了一种较精确的应力-应变速率拟合方法,提高了改进动态材料模型(MDMM)的求解精度。通过应变速率敏感指数(m值)图、温度敏感指数(s值)图与功率耗散系数(η值)图以及微观组织观察相结合,对热变形机制和微观组织演化行为进行了研究。另外,建立了唯象本构模型,结合位错动力学理论的物理本构模型,对复合材料热加工变形行为进行了较准确的描述,同时求解了与变形机制相对应的Arrhenius本构模型中动力学参数。对搅拌铸造并经挤压加工的细晶14 vol.%SiCp/2014Al复合材料,m值分析表明温度是变形机制的主要影响因素。由s值进一步表明440 °C为晶粒异常长大的临界转变温度(TAGG)。由η值曲线结合微观组织特征确定了不同温度区间所对应的变形机制:(i)350-400°C区间,组织演化方式以动态回复(DRV)为主;(ii)温度高于400℃时转变为动态再结晶(DRX);(iii)450℃为基体合金的等强转变点(Teq)。高于Teq时,晶界运动对变形的贡献增加。基于MDMM构建的失稳图与热压试样出现宏观裂纹的参数具有很好的一致性。在355-495 °C和0.001-1 s-1实验参数范围内,随温度和应变速率的升高,材料内部的损伤逐渐加剧。在460°C和0.001s-1低应变速率下,虽然试样侧面未出现宏观裂纹,但在承受横向拉应力的侧面靠近边缘处形成了细小裂纹及孔洞等微观损伤。搅拌铸造并经挤压加工的细晶14vol.%SiCp/2014Al复合材料,在温度高于TAGG(440℃)时发生了异常晶粒长大(AGG),复合材料的晶界滑移和晶内滑移变形机制均受到严重阻碍,从而导致了在低应变速率0.001 s-1下460 °C和495°C的屈服强度高于425 ℃的异常情况。通过计算Zener极限尺寸判断,基体合金的细晶结构并不稳定,当热变形温度高于再结晶温度时将发生异常晶粒长大。大应变和复杂变形状态有助于消除变形初期形成的无颗粒析出带(PFBs),并改善颗粒分布的均匀性,而温度和应变速率的作用较小。对粉末冶金法制备的17 vol.%SiCp/2009Al复合材料,按照η值图可以划分出四个对应不同变形机制的参数区域:(i)350-450 °C和0.001-0.056 s-1,动态回复区;(ii)350-450 ℃和0.056-1 s-1,动态回复为主并存在少量动态再结晶;(iii)450-500 ℃和0.056-1 s-1,动态再结晶为主,此区域未增强合金变形机制与复合材料不同,剪切变形区为晶界滑移,心部区域为部分动态再结晶;(iv)450-500°C和0.001-0.056 s-1,未增强合金为晶界滑移,复合材料为部分动态再结晶和晶界滑移。再结晶机制均为几何动态再结晶(GDRX)。此外,在350-500 °C和0.1 s-1参数下的再结晶动力学分析表明,SiC颗粒促进了屈服初期的位错增殖;在350-450 ℃温度区间,位错在屈服后通过动态再结晶而逐渐回复;在450-500 °C温度区,位错的运动能力增强,在屈服峰阶段大量位错可以由DRX充分地回复。基于Ziegler’s连续原理和Lyapunov函数的两类失稳准则并不适用于粉末冶金法制备的复合材料。通过微观组织观察确定,热变形损伤出现在高温(>450 ℃)和高应变速率(>0.1s-1)参数下。高温(>450°C)时位于晶界处的SiC颗粒阻碍了晶界滑移,因而可抑制沿晶裂纹形成。对粉末冶金法制备的17 vol.%SiCp/2009Al复合材料和2009A1合金的热变形流动行为应用不同本构模型进行了描述,分别比较了 Johnson-Cook(JC)与改进的Khan-Huang-Liang模型(M-KHL)两种唯象本构模型的计算误差。按照温度区间350-450°C(动态回复)和450-500°C(晶界软化及动态再结晶),由幂函数型Arrhenius求解未增强合金和复合材料的变形激活能,在300-450 °C区间分别为 64.69 kJ/mol 和 173.65 kJ/mol;在 450-500°C 区间分别为 276.52 kJ/mol 和449.02 kJ/mol。复合材料的变形激活能均高于基体合金。尝试基于力学门槛应力(MTS)理论建立了描述热加工软化行为的物理本构模型,计算结果表明,SiC颗粒添加的导致位错运动的长程阻碍和短程阻碍作用均增大。