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本文结合原位反应法和半固态搅拌铸造法成功制备了(Al2O3+Mg2Si)p/Al复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等现代分析手段,对复合材料的物相、微观组织形貌、颗粒的分布,以及室温和高温下的拉伸断口形貌进行分析。研究了Al2O3颗粒尺寸、Al2O3颗粒体积分数、热处理、锻造对复合材料微观组织、室温拉伸性能和高温拉伸性能的影响,并研究了复合材料的强化机理和变形机理。 在(Al2O3+Mg2Si)p/Al复合材料中,Mg2Si颗粒主要以网状分布在晶界处,Al2O3颗粒主要分布在基体晶粒内部。(Al2O3+Mg2Si)p/Al复合材料基体晶粒平均尺寸与Mg2Sip/Al复合材料相比明显减小。当Al2O3颗粒体积分数为1%时,随着颗粒尺寸从1μm减小到100nm,基体晶粒平均尺寸减小40.1%;随着1mAl2O3颗粒体积分数由1%增加到3%,基体晶粒平均尺寸减小21.1%。热处理使Mg2Si颗粒平均尺寸减小至5μm以下,形貌变为球状或椭球状。锻造后Al2O3和Mg2Si颗粒分布更加均匀,Mg2Si颗粒减小至3μm以下。 随着Al2O3颗粒尺寸由100nm增加到1μm,复合材料抗拉强度和伸长率呈先增大后减小的趋势。随着1μmAl2O3颗粒体积分数由1%增加到3%,复合材料抗拉强度增大,伸长率减小。(1vol.%Al2O3(500nm)+Mg2Si)p/Al复合材料综合拉伸性能最好。(1vol.%Al2O3(500nm)+Mg2Si)p/Al复合材料热处理后抗拉强度提高25.4%,伸长率增加40.96%;锻造后,抗拉强度减小48.8%,伸长率增大357.3%。铸态复合材料断裂方式为以脆性断裂为主的混合型断裂,热处理后复合材料断裂方式为以韧性断裂为主的混合型断裂,锻造后复合材料的断裂方式为韧性断裂。复合材料的强化机制主要是弥散强化和细晶强化。 高温下,随着应变速率由10-4s-1增加到10-1s-1,(1vol.%Al2O3(500nm)+Mg2Si)p/Al复合材料流变应力增大,伸长率减小;随着温度由773K增加到833K,复合材料流变应力减小,伸长率增大;在833K,应变速率为10-4s-1时,复合材料伸长率最大,为153%。复合材料的应变速率敏感系数m值均小于0.3,且m值随应变量的增加而减小。在833K,应变速率为10-4s-1的拉伸条件下,随Al2O3颗粒尺寸由100nm增加到1μm,流变应力减小,伸长率先增大后减小;随着1μmAl2O3颗粒体积分数由1%增加到3%,流变应力增大,伸长率减小。复合材料断裂方式为韧性断裂,断口为典型的孔洞形貌,当伸长率越大时,断口上孔洞尺寸越大,深度越深。复合材料的变形机制主要是位错调节晶界滑移机制。