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本文采用高能球磨(HEM)+真空烧结(P/M)法制备具有核壳结构特征的(CNTs–Al)/ZA27复合材料。首先采用球磨混粉法将CNTs包覆在Al粉内,形成(CNTs–Al)混合增强体,然后采用HEM–P/M法制备(CNTs–Al)/ZA27复合材料。通过对复合材料进行显微组织观察、力学性能检测以及热模拟试验,系统研究了制备工艺参数、CNTs含量、热变形工艺参数等对复合材料微观组织和力学性能的影响规律。通过球磨混粉(200 rpm/1 h)+高能球磨(400 rpm/8 h),成功制备出具有核壳结构特征的(CNTs–Al)/ZA27复合粉末,有效的实现了CNTs在基体粉末中的均匀分散;在压制压力为300 MPa时,压坯密度和烧结密度最大;采用真空烧结方法制备(CNTs–Al)/ZA27复合材料,通过微观组织分析表明,复合材料主要存在α-Al相、η-Zn相以及β-ZnAl相,未发现明显的Al4C3等碳化合物,表明CNTs与基体没有发生剧烈反应,保证了增强体与基体良好的结合性。同时,研究烧结工艺和CNTs含量对复合材料微观组织和力学性能的影响,当复合材料在480℃烧结温并保温时间2h时,(CNTs–Al)/ZA27复合材料的致密度最大,抗拉性能最优。当CNTs含量为0.4 wt.%时,晶粒明显细化,抗拉强度及伸长率得到显著提升,复合材料的强化主要来自细晶强化,载荷传递强化,热失配引起的几何位错强化,以及CNTs阻碍位错运动产生的位错强化等。在变形温度473–623 K和应变速率0.01–10 s-1内,对(CNTs–Al)/ZA27复合材料进行了热压缩模拟试验,研究了不同变形温度和应变速率对复合材料流变应力的影响规律。基于试验结果,建立了两种流变应力预测模型,即改进的Arrhenius本构模型和人工神经网络(ANN)模型,并对两种流变应力预测模型的预测精度进行了计算,其中改进的Arrhenius方程模型的相关误差范围和均方根误差分别为-15.93–17.29%和6.81 MPa,ANN模型的相关误差范围和均方根误差分别为-4.14–6.75%和1.57 MPa。相比于改进的Arrhenius模型,ANN模型的流变应力预测值与实验值的各项误差均较低,预测结果与试验数据吻合较好,表明利用ANN建立的流变应力模型,可较好地反映复合材料的热变形行为。基于动态材料模型,建立了(CNTs–Al)/ZA27复合材料的3D加工图,并结合显微组织观察,确定了(CNTs–Al)/ZA27复合材料的最佳热加工参数区为变形温度550–590 K,应变速率0.01–0.35 s-1,在此变形参数区,材料的软化机制主要为动态再结晶。