硼化物強(qiáng)化鎂鋰基復(fù)合材料形變熱處理工藝及其機(jī)制的研究.pdf

1、與Mg-Li合金相比，Mg-Li基復(fù)合材料不僅有效地避免了基體合金強(qiáng)度低、尺寸穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，而且具有較高的比強(qiáng)度和比模量，因此在航空、航天、3C等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但Mg-Li基復(fù)合材料也存在強(qiáng)化相分布均勻性差，塑性較低，二次加工困難等問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，本論文針對(duì)名義組成為94wt％(Mg-14wt％Li-1wt％Al)-6wt％B4C的原位合成硼化物強(qiáng)化鎂鋰基復(fù)合材料為基礎(chǔ)，一方面通過(guò)對(duì)預(yù)合金進(jìn)行擠壓重熔處理，提高強(qiáng)化相在復(fù)

2、合材料中的分布均勻性，另一方面通過(guò)熱擠壓、軋制等形變熱處理工藝以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明:
　　預(yù)合金的擠壓重熔處理工藝可以有效改善B4C粉末在預(yù)合金中的分散性。經(jīng)過(guò)擠壓重熔處理的預(yù)合金與未經(jīng)處理的預(yù)合金相比，其拉伸強(qiáng)度及延伸率分別提高5.6％和63.1％。而經(jīng)過(guò)擠壓重熔處理的預(yù)合金所制備的復(fù)合材料其抗拉強(qiáng)度提高4.1％，延伸率提高29.2％。
　　熱擠壓與熱軋制工藝可顯著提高強(qiáng)化相在基體合金中的分散均勻性，在1

3、50℃-250℃范圍內(nèi)進(jìn)行加工，其基體合金均發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，材料的顯微組織得到明顯細(xì)化。熱擠壓和熱軋制均可顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，其中在200℃下進(jìn)行熱擠壓和熱軋制的復(fù)合材料力學(xué)性能最好，其抗拉強(qiáng)度與鑄造態(tài)相比分別提高46.1％和32.0％，而延伸率分別提高126％和65.6％。
　　將熱軋態(tài)的復(fù)合材料在分別在150℃、200℃和250℃進(jìn)行退火處理，結(jié)果表明，與熱軋態(tài)復(fù)合材料相比，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度分別下降15.6％、2％和

4、5.8％，延伸率則提高99.4％、-8.0％和10.2％。。復(fù)合材料的冷軋單道次最大壓下量為30％，但在壓下量為25％冷軋下，基體組織中出現(xiàn)微裂紋，極大降低了復(fù)合材料的力學(xué)性能。20％壓下量冷軋后的復(fù)合材料與熱軋態(tài)復(fù)合材料相比，其強(qiáng)度提高5.4％，但延伸率下降45.9％，并將冷軋后的復(fù)合材料在不同溫度下的進(jìn)行退火處理，結(jié)果表明，經(jīng)75℃退火的基體組織開(kāi)始產(chǎn)生靜態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象，在120℃左右時(shí)基本完成，退火溫度達(dá)到200℃后，材料硬度顯著上