1、本文采用反復(fù)壓縮大塑性變形技術(shù)制備鎂基復(fù)合材料，研究復(fù)合材料的組織和性能。將Si加入AZ31鎂合金熔體制備了AZ31-Si原位鎂基復(fù)合材料坯料，采用循環(huán)閉式模鍛(CCDF)和反復(fù)鐓壓（RU)兩種反復(fù)壓縮大塑性變形技術(shù)細(xì)化和均勻組織結(jié)構(gòu)，制備Mg2Si原位增強(qiáng)的均勻組織鎂基復(fù)合材料，考察了Si含量對(duì)復(fù)合材料坯料組織、力學(xué)性能和耐磨性能的影響，研究了反復(fù)壓縮工藝參數(shù)（變形道次、加工溫度）對(duì)基體組織和增強(qiáng)相尺寸、形貌、分布，以及對(duì)力學(xué)性能的影

2、響規(guī)律，分析了反復(fù)壓縮對(duì)室溫拉伸斷裂行為的影響，探討了AZ31-Si反復(fù)壓縮過(guò)程中Mg2Si相的破碎機(jī)制，采用有限元法模擬了反復(fù)壓縮過(guò)程中復(fù)合材料的溫度場(chǎng)、流動(dòng)場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)，優(yōu)化了模具和工藝。通過(guò)高能超聲技術(shù)將SiC納米顆粒加入Mg熔體中制備了Mg-1wt.％SiC納米復(fù)合材料坯料，采用往復(fù)擠壓(CEC)大塑性變形技術(shù)細(xì)化和均勻組織，彌散SiC納米顆粒分布，制備了SiC納米顆粒均勻分布的鎂基納米復(fù)合材料，考察了往復(fù)擠壓道次對(duì)Mg-

3、1wt.％SiC納米復(fù)合材料坯料組織和性能的影響。
　　 研究了Si含量對(duì)AZ31-Si原位復(fù)合材料坯料組織和室溫性能的影響，表明鑄態(tài)AZ31-Si原位復(fù)合材料由α-Mg基體、Mg17Al12相、樹(shù)枝狀初生Mg2Si相和漢字狀共晶Mg2Si相組成，隨著Si含量從0增加到5％（wt.％），Mg2Si相的尺寸和體積分?jǐn)?shù)逐漸增大，復(fù)合材料的硬度、屈服強(qiáng)度和耐磨性能逐漸提高，由于基體中粗大的Mg2Si顆粒尖端附近容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，抗拉強(qiáng)

4、度和延伸率逐漸降低，室溫拉伸斷裂形式由韌脆混合型穿晶斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榻饫泶嘈詳嗔选?br>　　 考察了鑄態(tài)AZ31-Si復(fù)合材料坯料的高溫力學(xué)性能和耐磨性能，發(fā)現(xiàn)隨著Si含量從0增加到5％(wt.％），鑄態(tài)AZ31-Si復(fù)合材料在150℃下的抗拉強(qiáng)度和延伸率逐漸減小;隨著拉伸溫度從100℃提高到200℃，AZ31-2wt.％Si復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度逐漸降低，延伸率逐漸提高;隨著溫度從30℃提高到190℃，由于復(fù)合材料的強(qiáng)度和硬度逐漸降低，高溫

5、下熱應(yīng)力與接觸應(yīng)力共同作用，磨損失重逐漸增大。
　　 研究了反復(fù)壓縮道次對(duì)AZ31-2wt.％Si坯料組織的影響，發(fā)現(xiàn)隨著循環(huán)閉式模鍛及反復(fù)鐓壓道次從0增加到5，由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，晶粒平均尺寸逐漸減小，尺寸分布均勻性逐漸提高;變形時(shí)基體產(chǎn)生的剪切應(yīng)力將Mg2Si由粗大的漢字狀和樹(shù)枝狀逐漸破碎為細(xì)小多角塊狀，破碎的Mg2Si顆粒在多道次加工過(guò)程中反復(fù)流動(dòng)而重新分布，其分布均勻性逐漸提高，5道次后呈細(xì)小、彌散分布;坯料反復(fù)壓縮過(guò)程的有

6、限元模擬表明應(yīng)力場(chǎng)中存在剪切應(yīng)力，應(yīng)變場(chǎng)中累積應(yīng)變和應(yīng)變的分布均勻性隨道次增加逐漸提高，這些因素導(dǎo)致Mg2Si顆粒的分布均勻性隨道次增加逐漸提高。
　　 研究了反復(fù)壓縮道次對(duì)AZ31-2wt.％Si坯料性能的影響，結(jié)果表明:隨著循環(huán)閉式模鍛及反復(fù)鐓壓道次從0增加到5，由于基體晶粒逐漸細(xì)化和Mg2Si相彌散化，復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率和耐磨性能不斷提高，拉伸斷裂形式由解理脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g脆混合斷裂。
　　 AZ

7、31和AZ31-2wt.％Si坯料在不同溫度反復(fù)壓縮后的組織和性能研究表明:隨著循環(huán)閉式模鍛加工溫度從350℃提高到450℃:AZ31合金晶粒平均尺寸逐漸增大，形成的基面織構(gòu)減弱，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度逐漸降低，延伸率逐漸提高;在400℃下加工時(shí)AZ31-2wt.％Si復(fù)合材料中Mg2Si顆粒破碎效果最好，且基體晶粒平均尺寸最小，強(qiáng)度和延伸率最高。
　　 利用有限元法分析了反復(fù)鐓壓模具結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對(duì)材料流動(dòng)的影響，發(fā)現(xiàn)減小型腔寬度

8、可以提高每道次的等效應(yīng)變，但降低應(yīng)變分布均勻性和坯料的形狀尺寸保持度;模具過(guò)渡角可提高坯料成型表面質(zhì)量，隨著過(guò)渡角半徑的增大，坯料中應(yīng)變分布均勻性有所提高;反復(fù)鐓壓過(guò)程中坯料的絕大部分在三個(gè)方向都處于壓應(yīng)力狀態(tài)，變形過(guò)程中由于流速不均勻和流動(dòng)方向不同，剪切變形總是存在的;隨反復(fù)鐓壓道次的增加，累積應(yīng)變和應(yīng)變的分布均勻性都逐漸提高;采用路徑B（每道次加工后坯料繞Z軸旋轉(zhuǎn)90°）鐓壓獲得的坯料中等效應(yīng)變分布比路徑A（每道次加工后坯料不旋轉(zhuǎn)）

9、更均勻;隨著鐓壓溫度的提高，最大鐓壓載荷不斷減小，坯料中應(yīng)變和應(yīng)力分布更加均勻。
　　 研究了采用路徑A和B反復(fù)鐓壓后鎂合金的組織和性能，表明在350℃、5道次，采用路徑B加工對(duì)AZ31合金具有更強(qiáng)的晶粒細(xì)化和均勻化效果，對(duì)強(qiáng)度和塑性的提高更加顯著。
　　 往復(fù)擠壓道次對(duì)Mg-1wt.％SiC納米復(fù)合材料坯料組織和性能的影響研究表明:隨著道次從0增加到8，復(fù)合材料的平均晶粒尺寸逐漸減小，納米顆粒的分布均勻性、復(fù)合材料的硬