硼化物强化镁锂基复合材料形变热处理工艺及其机制的研究

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与Mg-Li合金相比,Mg-Li基复合材料不仅有效地避免了基体合金强度低、尺寸稳定性差等缺点,而且具有较高的比强度和比模量,因此在航空、航天、3C等领域具有广阔的应用前景。但Mg-Li基复合材料也存在强化相分布均匀性差,塑性较低,二次加工困难等问题。针对以上问题,本论文针对名义组成为94wt%(Mg-14wt%Li-lwt%Al)-6wt%B4C的原位合成硼化物强化镁锂基复合材料为基础,一方面通过对预合金进行挤压重熔处理,提高强化相在复合材料中的分布均匀性,另一方面通过热挤压、轧制等形变热处理工艺以提高复合材料的力学性能。研究结果表明:预合金的挤压重熔处理工艺可以有效改善B4C粉末在预合金中的分散性。经过挤压重熔处理的预合金与未经处理的预合金相比,其拉伸强度及延伸率分别提高5.6%和63.1%。而经过挤压重熔处理的预合金所制备的复合材料其抗拉强度提高4.1%,延伸率提高29.2%。热挤压与热轧制工艺可显著提高强化相在基体合金中的分散均匀性,在150℃-250℃范围内进行加工,其基体合金均发生动态再结晶,材料的显微组织得到明显细化。热挤压和热轧制均可显著提高复合材料的力学性能,其中在200℃下进行热挤压和热轧制的复合材料力学性能最好,其抗拉强度与铸造态相比分别提高46.1%和32.0%,而延伸率分别提高126%和65.6%。将热轧态的复合材料在分别在150℃、200℃和250℃进行退火处理,结果表明,与热轧态复合材料相比,复合材料的抗拉强度分别下降15.6%、2%和5.8%,延伸率则提高99.4%、-8.0%和10.2%。。复合材料的冷轧单道次最大压下量为30%,但在压下量为25%冷轧下,基体组织中出现微裂纹,极大降低了复合材料的力学性能。20%压下量冷轧后的复合材料与热轧态复合材料相比,其强度提高5.4%,但延伸率下降45.9%,并将冷轧后的复合材料在不同温度下的进行退火处理,结果表明,经75℃退火的基体组织开始产生静态再结晶现象,在120℃左右时基本完成,退火温度达到200℃后,材料硬度显著上升,继续升高温度,硬度下降。全文共有图32副,表9个,参考文献67篇
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