（亞微米+微米）雙尺寸SiCp增強鎂基復合材料壓縮變形行為及高溫變形機理.pdf

1、本文通過半固態(tài)攪拌鑄造法制備出雙尺寸(亞微米+微米)SiCp\AZ91鎂基復合材料，研究了雙尺寸SiCp復合材料中不同體積比的增強相對基體顯微組織和力學性能的影響規(guī)律。并對AZ91合金和S-1.5+10-8.5復合材料進行了熱壓縮實驗，研究其高溫變形行為。同時采用動態(tài)材料模型結合材料的不可逆熱力學原理，得到了S-1.5+10-8.5復合材料的加工圖，結合顯微組織觀察，優(yōu)化和確定S-1.5+10-8.5復合材料的熱加工工藝參數(shù)。結合光學顯

2、微鏡和掃描電子顯微鏡揭示不同變形條件下顯微組織的演變規(guī)律，分析合金和S-1.5+10-8.5復合材料的高溫壓縮變形機制。
　　研究結果表明，SiCp的加入可以有效的細化基體晶粒尺寸。隨著0.2umSiCp和10umSiCp體積比的增加，亞微米顆粒密集區(qū)(PDRs)增大，使基體的平均晶粒尺寸進一步降低。且0.2um SiCp的晶粒細化效果相對于10um SiCp的更為顯著。S-1.5+10-8.5復合材料的屈服強度和極限抗拉強度明顯

3、高于只加入單一10um SiCp的復合材料，并且當0.2um與10um SiCp體積比為1.5∶8.5時，材料的綜合力學性能最高。S-1.5+10-8.5復合材料的增強機制主要為:位錯強化機制、載荷傳遞作用、細晶強化機制和Orowan強化機制，其中，位錯強化機制和細晶強化機制起主導作用。
　　研究AZ91合金和S-1.5+10-8.5復合材料的高溫壓縮流變行為發(fā)現(xiàn):當應變量固定時，隨著變形溫度的升高和應變速率的降低，合金和S-1.

4、5+10-8.5復合材料呈現(xiàn)相同的變化趨勢，即峰值應力和穩(wěn)態(tài)流變應力均有所下降，且峰值應變也隨之減小。采用雙曲線正弦函數(shù)計算了合金和復合材料的高溫壓縮變形真激活能和應力因子敏感指數(shù)。發(fā)現(xiàn)合金和復合材料主要的變形機制均為位錯攀移機制。且復合材料的表觀激活能隨變形溫度和應變速率的升高而上升，這是因為DRX的程度隨溫度的升高而增大，就會需要高的功率擴散值和表觀激活能。此外，由于應變速率的提高，復合材料的變形抗力增大，因此需要更多的能量來協(xié)調變

5、形，這就會導致表觀激活能的上升。采用動態(tài)材料模型，結合材料的不可逆熱力學原理，計算得到S-1.5+10-8.5復合材料的加工圖。根據(jù)S-1.5+10-8.5復合材料在不同溫度和應變速率條件下的組織情況，驗證了所繪制的S-1.5+10-8.5復合材料加工圖的正確性和有效性。S-1.5+10-8.5復合材料的最佳熱加工溫度為370℃，應變速率為0.001s-1，其在加工圖中對應的功率耗散效率為38％。
　　AZ91合金和S-1.5+1

6、0-8.5復合材料的顯微組織與變形溫度、應變速率和應變量有著密切的聯(lián)系。對于AZ91合金，在壓縮變形過程中組織由孿晶和動態(tài)再結晶共同組成。新晶粒的形核與孿晶之間以及孿晶與位錯之間的相互作用有關。在變形過程中，S-1.5+10-8.5復合材料的DRX程度明顯高過于合金的，但是其DRX平均晶粒尺寸卻低于合金。這主要是因為微米和亞微米SiCp的加入可以有效地提高基體的位錯密度，從而促進DRX形核，且亞微米SiCp對晶界的釘扎作用，又導致DRX