【摘 要】
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碳化硼颗粒（B4CP）增强铝基复合材料是典型的轻质高强高刚度金属结构材料,在航空航天、武器装备等领域发挥了不可替代的作用。本文对亚微米7.5vol.%B4CP/7xxx铝基复合材料的制备、塑性变形加工、强韧化热处理、组织性能进行了研究。所开展的工作及取得的结果如下:（1）研究了亚微米B4CP增强7xxx铝基复合材料的制备与塑性变形加工。结果表明:“湿磨+干磨”的球磨工艺能成功制备出B4CP分散均匀
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碳化硼颗粒（B4CP）增强铝基复合材料是典型的轻质高强高刚度金属结构材料,在航空航天、武器装备等领域发挥了不可替代的作用。本文对亚微米7.5vol.%B4CP/7xxx铝基复合材料的制备、塑性变形加工、强韧化热处理、组织性能进行了研究。所开展的工作及取得的结果如下:（1）研究了亚微米B4CP增强7xxx铝基复合材料的制备与塑性变形加工。结果表明:“湿磨+干磨”的球磨工艺能成功制备出B4CP分散均匀的复合粉末;“冷等静压-包套抽真空-热等静压”工艺能制备出组织致密的复合材料锭;塑性变形加工（一次挤压、二次挤压、一次挤压+锻压）处理后复合材料中的B4CP均呈单颗粒高度分散。（2）研究了强韧化热处理（预回复退火、固溶、时效）对一次和二次挤压B4CP/7xxx铝基复合材料组织与性能的调控。结果表明:复合材料经250℃×6h+350℃×6h+450℃×12h预回复退火处理后,仍存在很高的位错密度;固溶-淬火后复合材料位错密度仍提升,位错强化达100 MPa左右;一次和二次挤压复合材料的最佳固溶制度分别为G3-460℃×2h+470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h+500℃×2h+510℃×2h、G2-460℃×2h+470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h,最佳时效制度都为自然时效。一次挤压复合材料在G3固溶和自然时效制度下抗拉强度、断后伸长率、晶间腐蚀最大深度分别为540.97 MPa、3.3%、203.6μm;二次挤压复合材料在G2固溶和自然时效制度下的抗拉强度、断后伸长率、晶间腐蚀最大深度分别为610.98 MPa、3.4%、84.2μm。二次挤压复合材料经TEM分析表明:B4CP与Al基体界面结合良好,界面过渡区平均厚度约为4nm,界面清洁、无有害界面反应,晶内存在大量的GP区和高密度位错,晶界析出相很少且不连续。（3）研究了强韧化热处理（预回复退火、固溶、时效）对一次挤压+锻压B4CP/7xxx铝基复合材料组织性能的调控。结果表明:复合材料经预回复退火处理后,同样存在很高的位错密度;固溶-淬火后位错密度也得到提升,位错强化达90 MPa左右;锻压态复合材料的最佳固溶制度为460℃×2h+470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h+500℃×2h+510℃×2h,最佳时效制度也为自然时效。锻压态复合材料在最佳固溶和时效制度下的抗拉强度、断后伸长率、晶间腐蚀最大深度分别为538.58 MPa、3.5%、113.9μm。相比于一次挤压与二次挤压,锻压态复合材料的抗拉强度降低。TEM分析表明:B4CP与Al基体界面过渡区的平均厚度约为6nm,晶内的GP区数量少且尺寸较大,晶界析出相增多且不连续性降低。综上所述,本文成功地制备出600 MPa强度级高强度、较好塑性、高抗晶间腐蚀性能的亚微米B4Cp增强7xxx系铝基复合材料,所获得的相关成分设计、制备技术、二次加工技术及微结构特征为后续更高性能铝基复合材料的设计、制备及加工提供了理论依据。
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