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纯镁具有低的强度和尺寸稳定性,一般不能直接用作结构材料。而镁基纳米复合材料在纯镁基体轻质的前提下,其具有高比强度、高硬度和较好的尺寸稳定性,在汽车、航空航天等领域方面具有良好的发展前景。本文利用累积叠轧法成功制备了镁基纳米复合材料,其中纳米增强相分别为单一SiCp、MWCNTs以及混杂SiCp/MWCNTs, ARB总循环次数为14次。ARB-14后再对复合材料进行温轧后处理。系统研究了ARB循环次数(单次压下率50%)、纳米增强相质量分数、混杂比例以及温轧后处理对纳米复合材料组织与力学性能的影响。组织方面,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)进行了分析；性能方面,利用液压伺服万能试验机、显微维氏硬度计和热膨胀仪对纳米复合材料进行测试。对纯镁的研究结果表明,随着ARB循环次数的增加,材料中仍然存在明显的未焊合界面。在ARB-2时纯镁试样的平均晶粒尺寸最小,为2.3 μm。ARB-14后,再结晶晶粒、亚结构晶粒以及变形品粒所占比例分别为33.7%,64.3%和2%。基面织构最大极强度随ARB次数的增加而降低,在ARB-14后达到15.5,略小于原始纯镁板材(15.8)。纯镁晶粒c轴随着ARB次数的增加趋向于向RD方向偏转。ARB-14后,ARB纯镁的显微维氏硬度HV为67.6 HV,较原始纯镁提高了45.1%；抗拉强度UTS和屈服强度YS分别较原始纯镁降低了4.0%和16.5%。经温轧后处理,ARB纯镁的抗拉强度UTS和屈服强度YS分别达到了276.7 MPa和245.4 MPa,较原始纯镁提高了11.8%和57.4%。对Mg/nano-SiCp的研究结果表明,当SiCp含量为2wt.%时,ARB-14后增强相分散程度和界面结合情况良好,平均晶粒尺寸为2.6μm。nano-SiCp的添加促进了纯镁基体再结晶,在ARB-14后材料再结晶比例为48.5%。基面最大极强度在ARB-14后为12.8,明显低于其它Mg/nano-SiCp以及ARB纯镁。nano-SiCp含量为2wt.%时,Mg/nano-SiCp在ARB-14后的拉伸性能和显微硬度较好。ARB-14后,Mg/2 wt.% SiCp的抗拉强度UTS和屈服强度YS分别达到了291.2 Mpa和250.1 MPa,较ARB纯镁提高了22.6%和92.2%;弹性模量E较ARB纯镁提高了203.3%。显微维氏硬度HV在ARB-14后达到最大,较ARB纯镁提高了19.1%。ARB-14后Mg/2 wt.% SiCp的线膨胀系数CTE为23.1×1 0-6℃-1,尺寸稳定性明显高于纯镁(25.4×10℃-1)。经温轧后处理,Mg/2 wt.% SiCp的抗拉强度UTS和屈服强度YS分别为294.2 MPa和254.5 Mpa。对Mg/MWCNTs的研究结果表明,当MWCNTs含量为2wt.%时,ARB-14后增强相分散程度和界面焊合情况良好,平均晶粒尺寸为2.4μm。MWCNTs的添加明显抑制了纯镁基体的再结晶,在ARB-14后材料整体再结晶比例为17.7%。MWCNTs的添加有效地激活了纯镁基体的非基面滑移系。在ARB-14后,Mg/2 wt.% MWCNTs的基面最大极强度为10.8,明显低于其他Mg/MWCNTs、Mg/nano-SiCp复合材料和ARB纯镁。MWCNTs含量为2wt.%时,Mg/MWCNTs在ARB-14后的拉伸性能较好。抗拉强度UTS和屈服强度YS分别达到了291.7 MPa和257.1 MPa,较ARB纯镁提高了22.8%和97.6%;弹性模量E较ARB纯镁提高了217.8%,较Mg/2 wt.%SiCp提高了4.8%。显微维氏硬度HV在ARB-14后最大,较ARB纯镁提高了32.8%,较Mg/2wt.%SiCp提高了11.6%。Mg/2 wt.% MWCNTs在400℃的尺寸稳定性(25.5×10-6℃-1)不及Mg/2 wt.%SiCp (23.1×10-6 ℃-1)。经温轧后处理,Mg/2wt.% MWCNTs的抗拉强度UTS和屈服强度YS分别为267.4 MPa和235.8MPa。对混杂增强复合材料Mg/2 wt.%(SiCp+MWCNTs)的研究结果表明,当混杂比为7：3时,ARB-14后纳米增强相在纯镁基体中均匀弥散分布。(SiCp+ MWCNTs)较两种单一增强相更加强烈的抑制了纯镁基体的再结晶。当混杂比为5：5时,复合材料基面最大极强度为8.3。混杂比例对复合材料拉伸性能影响不大。MWCNTs掺杂比例越大复合材料显微硬度越高,即便在最小的掺杂比例下复合材料的硬度(89.4 HV)也明显高于Mg/2 wt.% SiCp (80.5HV)。当混杂比为n=7：3时,复合材料在400℃时平均线膨胀系数CTE为23.9×10-6℃-1,尺寸稳定性介于Mg/2 wt.% SiCp和Mg/2 wt.% MWCNTs之间。以综合性能作为评判标准,当nano-SiCp和MWCNTs的混杂比为7：3时,复合材料在ARB-14后的综合性能较好：抗拉强度UTS和屈服强度YS分别为294.9 MPa和270.5 MPa,弹性模量E为67.4 GPa,显微硬度89.4 HV,线膨胀系数CTE为23.9×10-6。C-1。经温轧后处理,抗拉强度UTS和屈服强度YS分别为270.8MPa和250.4Mpa。